高強(qiáng)度聚氨酯脲超分子水凝膠.pdf

1、水凝膠是化學(xué)或物理交聯(lián)的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子,不能被水溶解,但能吸收大量的水。大多數(shù)水凝膠的機(jī)械性能比較差,因而大大限制了水凝膠的應(yīng)用。
　　近年來,有關(guān)聚氨酯(脲)水凝膠的研究引起人們的極大關(guān)注,原因是聚氨酯彈性體材料具有優(yōu)異的機(jī)械性能和良好的生物相容性。但是,已經(jīng)報(bào)道的聚氨酯(脲)水凝膠的機(jī)械性能都不是很理想。
　　在制備聚氨酯水分散體的過程中,我們意外得到了一種超高強(qiáng)度的聚氨酯水凝膠。經(jīng)過仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn),該聚氨酯水凝膠實(shí)

2、際上是由水作為間接擴(kuò)鏈劑得到的聚氨酯脲超分子水凝膠(PUUS凝膠)。在此基礎(chǔ)上,我們還制備了具有形狀記憶功能的聚氨酯脲超分子水凝膠。具體研究內(nèi)容如下:
　　1,首先合成了制備聚氨酯脲水凝膠所需的原料,包括親水性擴(kuò)鏈劑1,2-二羥基-3-丙磺酸鈉(DHPA)、乙二胺雙-2-羥基丙磺酸鈉(EDHPS)、各種分子量的聚己內(nèi)酯PCL以及聚己內(nèi)酯與聚乙二醇的三嵌段共聚物(PCL-PEG-PCL)。采用紅外、核磁及DSC分析等技術(shù)對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)

3、進(jìn)行了表征。
　　2,選用聚己二酸丁二醇酯(PBA)和聚乙二醇(PEG)作為混合軟段,用水作為間接擴(kuò)鏈劑形成脲鏈段,制備了具有優(yōu)良的機(jī)械性能和易加工性能的透明聚氨酯脲超分子水凝膠,并進(jìn)行了紅外、吸水率、拉伸、壓縮、紫外吸收、熱重、DSC、XRD、斷面掃描等一系列表征,比較了不同硬段含量水凝膠的性能。所得水凝膠的力學(xué)性能如下:剪切模量0.2-0.8 MPa,斷裂伸長率695％-2411％,拉伸強(qiáng)度3.3-34 MPa,可承受的最大壓

4、縮強(qiáng)度36.8-60 MPa。而且該P(yáng)UUS凝膠的機(jī)械性能可以通過改變NCO/OH的比例很容易地進(jìn)行控制。斷裂伸長率和拉伸應(yīng)力甚至可以進(jìn)行定量設(shè)計(jì)。除此之外,所得到的線性PUU聚合物能溶于許多有機(jī)溶劑,如丙酮、甲醇、乙醇、DMF等,從而可以通過各種加工方法包括溶液澆鑄、靜電紡絲、注射、壓縮成型等來進(jìn)行加工。
　　3,選用PCL/PEG和PCL-PEG-PCL/PEG作為混合軟段制備了具有形狀記憶功能的聚氨酯脲(PCU)水凝膠,并對

5、該凝膠膜進(jìn)行了紅外、吸水率、拉伸、壓縮、形狀記憶等一系列表征。所得到水凝膠的力學(xué)性能如下:剪切模量從0.088到0.5 MPa,斷裂伸長率從750％到1561％,拉伸強(qiáng)度從1.3到41.6 MPa。PCU水凝膠的機(jī)械性能可以通過改變PCL/PEG的比例很容易地進(jìn)行控制。PCL分子量越大,制得的水凝膠回復(fù)率越高,PCU在軟段PCL的分子量為4000時(shí)具有較好的回復(fù)率。不同的中和度(0％,25％,50％,75％,100％)和不同中和劑(碳酸