1、具有 具有 CO2 響應性的氫鍵增強高強度抗撕裂形狀記憶水凝膠響應性的氫鍵增強高強度抗撕裂形狀記憶水凝膠Hydrogen-Bonding Toughened Hydrogelsand Emerging CO2-Responsive ShapeMemory Effect學科專業(yè)：材料學研 究 生：許兵指導教師：劉文廣 教授天津大學材料科學與工程學院二零一五年十二月*國家自然科學基金資助（51173129，21274105）摘要 摘要本文利

2、用一步法以聚乙二醇二丙烯酸酯 4000（PEG4KDA）為交聯(lián)劑，2-乙烯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪（VDT）和 N,N-二甲基丙烯酰胺（DMA）為單體共聚合形成一種氫鍵增強的高強度抗撕裂形狀記憶水凝膠。VDT 的二氨基三嗪基團（DAT）在凝膠網(wǎng)絡中形成疏水氫鍵微區(qū)，由于體系中氫鍵物理交聯(lián)和化學交聯(lián)對凝膠體系共同的增強作用， 該水凝膠可以通過調(diào)節(jié)氫鍵單體和交聯(lián)劑的含量獲得一系列的高強度性能。另外， 由于 DAT 之間強氫鍵以及

3、可能 DAT 的氨基與DMA 的 C=O 之間弱氫鍵的相互協(xié)同作用， 凝膠網(wǎng)絡能夠很好地分散能量， 從而使得凝膠在一定比例下具有優(yōu)越的抗撕裂性能，撕裂能達到 2.32 kJ/m2，同時該比例下具有 0.7 MPa 的拉伸強度，130%的斷裂伸長率，以及 8.3 MPa 的壓縮強度。此外，水凝膠在加載-卸載循環(huán)中可以通過浸入水中再處理，使氫鍵重建，進而力學性能得到完全恢復。值得注意的是，凝膠在水中通入和排除二氧化碳（CO2） 后， 由于