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Chinese Journal of Chemical Physics 2018年第5期31卷 667-672,735页

作者：秦帅惠丽伟阳丽华马明明中国科学技术大学化学与材料科学学院中国科学院软物质化学重点实验室

本文基于寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)和2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEO2MA)设计了一种自折叠水凝胶.在室温下,P(MEO2MA-co-OEGMA)凝胶能够在多种溶剂中自折叠形成三维结构.凝胶不均匀膨胀导致内应力增强,从而使得... 详细信息

本文基于寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)和2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEO2MA)设计了一种自折叠水凝胶.在室温下,P(MEO2MA-co-OEGMA)凝胶能够在多种溶剂中自折叠形成三维结构.凝胶不均匀膨胀导致内应力增强,从而使得片状凝胶可以在三维结构和二维形状之间进行可逆转换.研究表明,凝胶组成、固化气体环境和成型过程对水凝胶的自折叠过程起着重要的影响.

关键词：自折叠多溶剂响应 P(MEO2MA-co-OEGMA)水凝胶

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多溶剂响应性自形变水凝胶

多溶剂响应性自形变水凝胶

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作者：秦帅中国科学技术大学

学位级别：硕士

人们对于开发对外界环境具有特异性、成比例响应并可用于构建三维结构的材料拥有浓厚的兴趣。其中利用水凝胶产生空间结构变化促使其形成三维结构是制备响应性材料的有力工具。为了制备出一种可以实现自驱动的形变凝胶,我们基于寡聚乙... 详细信息

人们对于开发对外界环境具有特异性、成比例响应并可用于构建三维结构的材料拥有浓厚的兴趣。其中利用水凝胶产生空间结构变化促使其形成三维结构是制备响应性材料的有力工具。为了制备出一种可以实现自驱动的形变凝胶,我们基于寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)和2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEO2MA)设计了一种自折叠水凝胶。我们运用了简单自由基聚合的方法,基于寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯侧链存在自氧化的情况完成凝胶交联。在室温下,P(MEO2MA-co-OEGMA)凝胶能够在多种溶剂中自折叠形成三维结构。当浸没于溶剂中时凝胶产生不均匀膨胀导致内应力增强,从而使得片状凝胶可以在三维结构和二维形状之间进行可逆转换。研究表明,凝胶组成、固化气体环境和成型过程对水凝胶的自折叠过程起着重要的影响。随着OEGMA含量的增高,凝胶刚性增强,与凝胶力学性能相关的卷曲行为受到限制,卷曲速率有较大减缓。由于凝胶制备采用自由基聚合,因此凝胶固化的气体环境对凝胶聚合存在影响,凝胶表层与内层的不均匀性提升了凝胶的卷曲性能。通常情况下平板凝胶不具备形变特性,实验中我们发现由于表面张力存在凝胶边缘的弯曲促使凝胶产生不均匀膨胀的情况,这也是P(MEO2MA-co-OEGMA)凝胶能够完成自形变卷曲的前提条件。由于凝胶单体存在的长侧链结构,实验中制备的凝胶可以在水以及乙酸乙酯这两种不互溶的溶剂中完成卷曲,使得凝胶具有两亲性。这种简单的制备流程为制备适用于多领域的自折叠水凝胶提供了一条强有力的途径,该方法有望在工程、高分子科学、软机器人和柔性电子器件等多种领域获得应用。

关键词：自折叠多溶剂响应 P(MEO2MA-co-OEGMA)水凝胶

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