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由于传统的水凝胶性能单一,机械性能差,在很大程度上限制了水凝胶在实际生活中的应用。为了满足实际生活的需要,近年来研究人员进行了大量的研究,制备了许多性能优异的水凝胶,大大地丰富了水凝胶的种类。本工作从改善聚丙烯酰胺(PAM)基水凝胶性能的角度出发,将含有大量伯胺和仲胺基团的支化聚合物聚乙烯亚胺(PEI)引入到PAM水凝胶网络中,分别制备了韧性增强的PEI/PAM化学水凝胶和流动性能增强的PEI/PAM物理水凝胶。此外,在PEI/PAM物理水凝胶网络中引入SiO2纳米粒子,对PEI/PAM/SiO2三元物理水凝胶的可注射性进行研究。本课题的主要内容如下:(1)通过原位自由基聚合将PEI引入到化学交联聚丙烯酰胺(PAM)水凝胶基体中,制备了一系列PEI/PAM化学水凝胶,对其进行性能测试。频率扫描测试结果显示,所有的水凝胶在实验测试范围内都表现出G’>G",表明PEI/PAM化学水凝胶具有类固体行为且弹性占主导。Bis组分含量增多使网络的交联度增加,因此G’值随Bis组分含量增加而增加。PEI组分含量增加,G’值降低,这是由于PEI影响了 PAM分子链内的氢键作用,从而影响了体系的有效交联度。应变扫描结果显示,与纯PAM化学水凝胶相比,PEI/PAM化学水凝胶γc增大,说明通过引入PEI提高了 PEI/PAM化学水凝胶的韧性。(2)在没有化学交联剂存在下,通过原位自由基聚合制备一系列PEI/PAM物理水凝胶,并对其进行流变测试。稳定剪切测试结果显示,随着PEI浓度增加,PEI/PAM物理水凝胶的粘度降低,流动性能增加。高分子量PEI加入到PAM物理水凝胶中,出现了剪切增稠现象。这是由于体系在剪切过程中形成了局部网络结构或者贯穿整个溶液体系的网络结构,使粘度快速上升。剪切增稠的产生与单体AM浓度、PEI浓度和PEI分子量有关。从剪切增稠性质相关参数分析显示AM4-PEI0.12-70000水凝胶的增稠效果明显。(3)为了实现PAM物理水凝胶的可注射性,制备一系列PEI/PAM/SiO2三元物理水凝胶。通过在PAM物理网络中引入PEI,改善了 PAM物理水凝胶的流动性,再添加SiO2纳米粒子提高了 PEI/PAM物理水凝胶的强度和网络稳定性。稳定循环性能测试结果显示,AM5-PEI0.02-TM500.08和AM5-PEI0.02-SM0.08水凝胶在三次应变扫描-时间扫描周期循环测试后,G’分别可以恢复81.2%、85.3%,表现出良好的循环稳定性和自恢复性能。