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形状记忆高分子材料的研究是当今材料领域研究的热点之一。由于超分子作用的可逆性和动态性,将超分子作用引入形状记忆材料将会带来新的突破。本论文采用了一种简单的策略合成了基于超分子作用的具有自修复性能的形状记忆水凝胶。首先,在EDC·HCl存在的条件下将3-氨基苯硼酸(PBA)接枝到海藻酸钠(Alg)上,生成Alg-PBA聚合物,通过红外、核磁等表征确定了PBA基团成功接枝到Alg上,并计算了接枝率为28%;然后利用PBA基团的p H响应性,通过PBA基团与聚乙烯醇(PVA)羟基之间的动态硼酸酯键作用,在碱性条件下混合Alg-PBA与PVA经搅拌即形成Alg-PBA-PVA超分子水凝胶。Alg-PBA-PVA水凝胶由于凝胶网络内部存在动态共价键,在外力作用下水凝胶发生断裂时,水凝胶可以在30 s内即可修复,经过流变实验证明了其自修复能力可以重复3次以上而不出现力学性能上的下降。由于在海藻酸钠中的羧基与Ca2+之间存在配位络合作用,将Ca2+引入到Alg-PBA-PVA水凝胶中作为临时交联剂。在外力作用下使水凝胶形变并浸入到Ca C l2溶液中,发生形变的水凝胶由于Alg-Ca2+之间的配位作用,使水凝胶能够固定临时形状。将变形的水凝胶置于Na2CO3或EDTA·2Na溶液中可以萃取出水凝胶中的Ca2+,破坏其临时交联作用,水凝胶将恢复其临时形状。同时,在微观尺度上Alg-PBA-PVA水凝胶也能够记忆微观图案,实现其形状记忆效应。这种水凝胶利用了PBA基团与PVA之间的动态共价键以及Alg-Ca2+之间的配位作用两种超分子作用力,实现了自修复和形状记忆两种能力的结合。基于动态的硼酸酯键,构建了具有p H和糖双重响应能力的水凝胶。由于动态硼酸酯键具有p H响应性,PBA与PVA之间的硼酸酯键充当临时交联的作用,可以固定水凝胶的临时形状,制备具有p H响应性的形状记忆水凝胶。此外,由于葡萄糖、果糖与PVA之间的作用大于PBA基团与PVA的作用,也可以破坏硼酸酯键恢复水凝胶的临时形状,制备具有糖响应性的形状记忆水凝胶。