物理缔合增韧水凝胶及其黏弹行为研究进展

作     者：徐思瑞 杜淼 郑强 吴子良 

作者机构：浙江大学高分子科学与工程学系 

出 版 物：《高分子通报》 (Polymer Bulletin)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

主　　题：水凝胶 物理键 力学性能 增韧机制 黏弹行为 

摘      要：水凝胶作为一类含有大量水的三维网络聚合物，具有与生物软组织类似的结构特征，在医学、工程等领域具有广泛应用。近年来，通过引入离子键、氢键等物理缔合作用，研究者们成功制备了多种具有优异力学性能的水凝胶，其宏观性能与物理键及其缔合体的松弛关系密切相关；力学测试与流变学相结合已成为研究其增韧机制及结构-性能关系的有效手段。本文以物理键动态特征及其对水凝胶力学、黏弹行为的影响为纽带，梳理该领域的研究进展。首先，介绍了几种理想高分子网络中物理键的松弛行为，讨论了Sticky-reptation模型在描述含物理缔合作用水凝胶黏弹行为中的应用；其次，探讨了物理键如何影响高强韧水凝胶的宏观性能，并运用物理网络模型建立微观结构与宏观性能之间的联系；此外，进一步讨论了物理键之外的其他因素对水凝胶的动态力学及黏弹行为的影响，以及通过物理键调控水凝胶宏观性能的途径；最后，对水凝胶领域发展所面临的挑战与机遇进行了展望。