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采用自由基聚合的方法,以化学键合的方式将含双键的羧酸稀土掺入水凝胶体系,制得均匀透明且富有弹性的稀土杂化水凝胶,在传统水凝胶的基础上,更好的利用了稀土离子优异的光、电、磁等特性,以实现材料智能化的目标,本文从四个方面开展了工作并取得一定成果。一、稀土杂化聚(丙烯酸/丙烯酰胺)水凝胶的制备及性能研究合成了杂化稀土铕、钕的聚(丙烯酸/丙烯酰胺)水凝胶,通过红外、环境扫描电镜、X-衍射分析,表明稀土钕、铕离子以化学键合的方式非常均匀地掺入聚(丙烯酸/丙烯酰胺)水凝胶体系,水凝胶均匀透明且富有弹性。溶胀性能研究表明,稀土杂化聚(丙烯酸/丙烯酰胺)水凝胶对温度、pH、离子强度均具有良好的响应性。二、稀土杂化壳聚糖/聚丙烯酸水凝胶的制备及性能研究稀土钕、铕离子能够以化学键合的方式非常均匀地掺入壳聚糖/聚丙烯酸水凝胶体系,合成的稀土杂化水凝胶呈酒红色、均匀透明且富有弹性。通过DSC测试,掺入稀土后的水凝胶对比于掺入前,玻璃化转变温度(Tg)有所下降,拓宽了水凝胶的弹性体温度应用范围。溶胀性能研究表明,稀土杂化壳聚糖/聚丙烯酸水凝胶对温度、pH、离子强度均具有良好的响应性。通过荧光性能测试,发现在615nm处出现强发射峰,随着稀土铕离子在水凝胶体系中含量的增加,荧光强度逐渐增强,在传统水凝胶的基础上,赋予了它光致发光性能,拓宽了水凝胶的应用领域范围。三、稀土杂化明胶/聚(丙烯酸/丙烯酰胺)水凝胶的制备及性能研究将稀土钐、铕离子以化学键合的方式非常均匀地掺入明胶/聚(丙烯酸/丙烯酰胺)水凝胶体系,合成的稀土杂化水凝胶呈浅黄色、均匀透明且富有弹性。通过溶胀性能研究,发现稀土杂化明胶/聚(丙烯酸/丙烯酰胺)水凝胶对温度、pH、离子强度均具有良好的响应性。四、稀土杂化明胶/聚(丙烯酸/丙烯酰胺)水凝胶的电响应行为的研究通过三维数字显微测量系统,运用数字散斑相关方法考察了在非接触直流电场作用下Gel/P(AA/AM)、Sm/Gel/P(AA/AM)、Eu/Gel/P(AA/AM)水凝胶的电场响应行为,这些凝胶均表现了一定的电场响应敏感特性,经过实验对比,杂化稀土后的Sm/Gel/P(AA/AM)、Eu/Gel/P(AA/AM)水凝胶与Gel/P(AA/AM)水凝胶相比,对电场的响应更为敏感。结合机理与实验研究表明,在非接触直流电场作用下,Gel/P(AA/AM)水凝胶在逆着电场方向表现为形变位移增大;而Sm/Gel/P(AA/AM)、Eu/Gel/P(AA/AM)水凝胶在沿着电场方向表现为形变位移增大。在U场和V场中,水凝胶均随着电场强度的增大,形变位移量增大。本文研究的意义在于利用了稀土离子优异的光、电、磁等特性,在传统水凝胶的基础上,将稀土离子以化学键合的方式掺入水凝胶体系,得到随温度、pH、离子强度及电场响应的稀土杂化水凝胶,以期在记忆元件开关、传感器、人造肌肉等方面得到应用。