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不同体系的双网络水凝胶及其增强机理

不同体系的双网络水凝胶及其增强机理 /王 茹等 ·41 · 不 同体系的双 网络水凝胶及其增强机理 王 茹 ,王永鑫 ,陈重一 (1 宁波大学材料科学与化学工程学院,宁波 315211;2 青岛海尔智能技术研发有限公司,青岛266101) 摘要 双网络水凝胶是 由两种不同性质的聚合物形成的互穿网络 ,第一层为紧密交联的刚而脆聚 电解质网 络 ,第二层为松散交联的软而韧中性网络。双网络水凝胶具有极高的机械强度和韧性,甚至可以与橡胶相媲美。其 中,刚而脆聚电解质网络为双网络水凝胶提供 了“牺牲键”,起到分散外界应力的作用;而软而韧的中性聚合物填补于 刚性网络中,为双网络水凝胶提供了支架,保持水凝胶外形。基于上述机理,研究者设计合成了具有高强度、良好生 物相容性、低摩擦和低磨损等特性的双网络水凝胶 。着重讨论了不同体系双网络水凝胶的力学性能和增强机理,并 展望 了双 网络水凝胶研究前景 。 关键词 双网络水凝胶 力学性能 增强机理 中图分类号 :0633 文献标识码:A DOI:10.I1896/j.issn.1005—023)(.2015.023.008 DifferentSystemsofDouble-networkGelsandTheirReinforcingM echanisms W ANG Ru ,W ANG Yongxin。,CHEN Chongyi (1 SchoolofMaterialScienceandChemicalEngineering,NingboUniversity,Ningbo315211;2 QingdaoHaier SmartTechnologyRDCo.,Ltd.,Qingdao266101) Abstract Thedouble-networkgelspossessinterpenetratingnetworkstructure,whichismadeupoftwodiffe- rentkindsofpolymers.Thefirstnetworkcomposedofrigidandbrittlepolyelectrolytesistightlycross-linked,whi1e thesecondnetworkcomposedofsoftandductileneutralpolmy ersislooselycross-linked.Thedouble-network gels manifestexcellentmechanicalpropertiesaswellassuperhightoughnesscomparabletorubbers.Therigidandbrittle networkconstitutedbypo1yelectrolytesservesas “sacrificialbonds,,,whichdispersetheexternalstress;meanwhile, thisrigidnetworkisfilledwithsoftandductilepo lymerswhichprovidesupportforthedouble-networkgelt0maintain itsshape.Basedonthemechanism describedabove,somedouble-networkgelsexhibitinghighstrength,goodbiocom— patibility,1OW friction resistanceandlow wearcharacteristicshavebeendesignedandfabricated.Themechanical propertiesandthereinforcingmechanismsofvariousdouble-networkgelsareintroduced.Moreover,theresearch prospectsofdouble-networkgelsared

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