多价金属离子增强琼脂-聚丙烯酸复合双网络水凝胶及其自修复性能
来源期刊：复合材料学报2017年第7期
论文作者：杨倩 李学锋 龙世军 袁亚
文章页码：1416 - 1422
关键词：金属离子;水凝胶;力学性能;自修复材料;琼脂;聚丙烯酸;
摘 要：使水凝胶同时具备高强度和自修复性能,采用"一锅法"制备了多价金属离子Ca2+、Al3+、Fe3+增强琼脂（Agar）-聚丙烯酸（PAAc）复合双网络水凝胶Ca2+/Agar-PAA、Al3+/Agar-PAA和Fe3+/Agar-PAAc双网络水凝胶。研究不同多价金属离子对Agar-PAAc双网络水凝胶的增强作用及Fe3+/Agar-PAAc的自修复自愈合性能。结果表明,Fe3+/Agar-PAAc的拉伸强度（320.7kPa）和断裂伸长率（1 130%）分别为Ca2+/Agar-PAAc的12倍和9倍,Fe3+/Agar-PAAc的断裂伸长率与Al3+/Agar-PAAc相当,但拉伸强度为Al3+/Agar-PAAc的5倍。对样品实施定应变拉伸使内部发生破坏,被破坏的Fe3+/Agar-PAAc在Fe3+溶液中浸泡30 min,修复率达到100%。被破坏的Fe3+/Agar-PAAc在50℃环境中处理15min,修复率达到100%。切断的Fe3+/Agar-PAAc凝胶断面被固定在一起,在密封环境中放置48小时,试样断面可自愈合,且可拉伸至约8倍初始长度。Fe3+/AgarPAAc双网络水凝胶具有优异力学性能和自修复性能,不施加温度、化学物质等外界刺激,实现两重网络均具有自修复性能的效果。
杨倩1，李学锋2,3，龙世军2,3，袁亚1
1. 湖北工业大学材料与化学工程学院2. 湖北工业大学绿色轻工材料湖北省重点实验室3. 湖北工业大学绿色轻质材料与加工协同创新中心
摘 要：使水凝胶同时具备高强度和自修复性能,采用"一锅法"制备了多价金属离子Ca2+、Al3+、Fe3+增强琼脂（Agar）-聚丙烯酸（PAAc）复合双网络水凝胶Ca2+/Agar-PAA、Al3+/Agar-PAA和Fe3+/Agar-PAAc双网络水凝胶。研究不同多价金属离子对Agar-PAAc双网络水凝胶的增强作用及Fe3+/Agar-PAAc的自修复自愈合性能。结果表明,Fe3+/Agar-PAAc的拉伸强度（320.7kPa）和断裂伸长率（1 130%）分别为Ca2+/Agar-PAAc的12倍和9倍,Fe3+/Agar-PAAc的断裂伸长率与Al3+/Agar-PAAc相当,但拉伸强度为Al3+/Agar-PAAc的5倍。对样品实施定应变拉伸使内部发生破坏,被破坏的Fe3+/Agar-PAAc在Fe3+溶液中浸泡30 min,修复率达到100%。被破坏的Fe3+/Agar-PAAc在50℃环境中处理15min,修复率达到100%。切断的Fe3+/Agar-PAAc凝胶断面被固定在一起,在密封环境中放置48小时,试样断面可自愈合,且可拉伸至约8倍初始长度。Fe3+/AgarPAAc双网络水凝胶具有优异力学性能和自修复性能,不施加温度、化学物质等外界刺激,实现两重网络均具有自修复性能的效果。
关键词：金属离子;水凝胶;力学性能;自修复材料;琼脂;聚丙烯酸;
