【摘 要】
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智能聚合物水凝胶是一种具备功能性的网状结构的亲水性聚合物材料。引入超分子作用与刺激响应性来设计功能多样性的聚合物网络结构,能够拓展其在生物组织,药物传输,电子器件等领域的应用。基于环糊精与客体分子触变性的主-客体作用,构筑主-客体与金属离子配位作用、氢键作用结合的网络体系,能够设计一些具备特异性的功能水凝胶。本文利用光致异构的偶氮苯和p H响应的苯并咪唑与环糊精形成的主客体作用作为响应触发性的开关
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智能聚合物水凝胶是一种具备功能性的网状结构的亲水性聚合物材料。引入超分子作用与刺激响应性来设计功能多样性的聚合物网络结构,能够拓展其在生物组织,药物传输,电子器件等领域的应用。基于环糊精与客体分子触变性的主-客体作用,构筑主-客体与金属离子配位作用、氢键作用结合的网络体系,能够设计一些具备特异性的功能水凝胶。本文利用光致异构的偶氮苯和p H响应的苯并咪唑与环糊精形成的主客体作用作为响应触发性的开关,制备多重超分子作用的水凝胶。并且从分子结构、链段运动和材料性质等层次进行了表征。具体研究成果如下:1.通过丙烯酰功能化的α-环糊精（α-CDAAm）和丙烯酰功能化的偶氮苯（Azo AAm）络合制备得到主-客体交联剂（α-CD-Azo）。以丙烯酰胺（AAm）为网络单体,混合海藻酸钠（Alg）与α-CD-Azo制备PAAM/海藻酸钠水凝胶。将钙离子(Ca2+)与Alg络合形成的金属离子配位作用(Alg-Ca2+)作为凝胶的第二重网络。流变学实验和力学松弛实验表明网络的模量和松弛行为体现了主-客体作用与金属配位作用的正交性。2.基于正交性的α-CD-Azo主-客体作用和Alg-Ca2+金属离子配位作用交联,制备了PAAM水凝胶。Alg与Ca2+形成的金属络合作用能够实现水凝胶的形状记忆功能,并在乙二胺四乙酸（EDTA）络合竞争下完成形状恢复。基于两种超分子作用的单独可控性,通过光控主-客体作用的解离与结合,构筑了一系列可光调控的形状记忆水凝胶器件。3.将聚β-环糊精与丙烯酰功能化的苯并咪唑（Bz IAAm）通过主-客体作用的络合制备超分子交联剂,并与AAm共聚得到了主-客体交联的水凝胶。力学实验测试表明了Bz IAAm与β-CD的主-客体络合存在p H响应性。通过PAAM凝胶体系内的氢键、主-客体作用以及苯并咪唑阳离子的离子结合作用协同,实现了对于多种界面的粘附功能。本文的研究结果表明:将具备不同刺激响应机制的主-客体作用与金属离子配位作用、氢键相结合,成功构筑了具有刺激响应的功能超分子水凝胶。利用不同超分子作用力的特异性与动态性,定向调控超分子水凝胶的功能,为智能聚合物水凝胶的可控功能的设计提供了策略。
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