不同盐溶液对杂化双交联聚丙烯酸水凝胶力学性能的调控

赵友姣¹，李学锋^2,3，龙世军^2,3，张高文^2,3，徐恒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：采用"一锅法"制备了杂化双交联聚丙烯酸水凝胶,再通过分别浸泡氯化铝、氯化钙、氯化钠形成聚丙烯酸-铝(PAAc-Al³⁺)、聚丙烯酸-钙(PAAc-Ca²⁺)、聚丙烯酸-钠（PAAc-Na+）杂化双交联水凝胶,同时对PAAc-Na+凝胶的自愈合性能进行研究。结果表明,随着金属离子价态及同等价态离子浓度的增加,凝胶的力学强度逐渐增加,PAAc-Al³⁺的拉伸强度达到3.47 MPa,比PAAc-Ca²⁺拉伸强度（2.63 MPa）、PAAc-Na+拉伸强度（1.79 MPa）大,但是断裂伸长率为PAAc-Na+的最优,达到1320.9%。同时对凝胶含水量进行测试可知,随着离子价态及同等价态离子浓度的增加,凝胶的含水量与体积逐渐减小,特别的是Na+调控的凝胶含水量与体积是先增加后减小。被宏观破坏的凝胶断面可自愈合,通过Na+调控后可拉伸至初始样条的0.3倍,拉伸强度约为初始样条的40%。

关键词：金属离子;聚丙烯酸;水凝胶;力学性能;自愈合性;