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聚丙烯酸镁是一种具有优异机械性能和耐热老化性聚丙烯酸盐水凝胶材料,但其吸水保水性较差、重复吸水能力低的缺陷限制了在农林保水、建筑材料等领域的推广应用。通过可控合成双交联结构或半互穿网络结构的聚丙烯酸镁复合水凝胶,不但能克服吸水保水等性能缺陷,还能提升其机械性能,从而得到兼具优异吸水保水性和机械性能的聚丙烯酸镁复合水凝胶材料。本文首先以丙烯酸镁为单体,过硫酸钠-硫代硫酸钠作为氧化还原引发体系,通过自由基聚合方法制备得到聚丙烯酸镁水凝胶,研究获得了较优的制备工艺:丙烯酸镁40wt%、过硫酸钠0.25wt%、引发剂还原剂比例1:1,该条件下所制备的聚丙烯酸镁水凝胶具备一定的自愈性,12h之后拉伸性能可恢复约60%。在此基础上,引入丙烯酸钠为共聚单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为共价交联剂,制备聚丙烯酸镁/丙烯酸钠(PAMgA/PASA)双交联水凝胶,并研究分析了水凝胶的微观结构、吸水保水性以及机械性能。结果表明,MBA作用下丙烯酸镁和丙烯酸钠形成了双交联结构的共聚水凝胶,离子配位和共价键的相互作用使得水凝胶材料断裂面粗糙,提高了水凝胶在失水后维持网络结构的能力。当丙烯酸钠用量为20wt%,MBA用量为0.4wt%时,较单一离子交联的纯聚丙烯酸镁,共聚水凝胶的吸水溶胀比提高400%,12h干燥后的保水率提高100%,断裂伸长率提高70%。而多次干燥-吸水溶胀以后,水凝胶的吸水溶胀比仍高达300%。此外,采用聚乙烯醇(PVA)作为半互穿网络组分,通过水溶液聚合法制备得到聚丙烯酸镁/聚乙烯醇(PAMgA/PVA)复合水凝胶。结果表明,随着PVA的加入,半互穿网络结构得以形成,且复合水凝胶的吸水保水性、机械性能、自愈性等性能显著提高。获得PVA的较优用量为18wt%,相应的复合水凝胶比纯聚丙烯酸镁吸水溶胀比提升90%以上,保水性提升约30%,拉伸强度提升接近200%,断裂伸长率提高近100%,自愈效率提高近20%。