超拉伸聚合物-锂藻土纳米复合水凝胶
【摘要】:正自Tanaka发现凝胶体积相变以来,为研制凝胶智能材料进行了大量的探索,但水凝胶的强度与韧性低是致命弱点。2002年,日本Haraguchi等人首次报告在锂藻土(Laponite)纳米粒子分散液中,将N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)原位聚合,不用化学交联剂,得到了PNIPAm-Laponite纳米复合(NC)凝胶。这种NC凝胶拉伸强度为常见水凝胶的10倍,断裂伸长率为常见水凝胶的50倍。为了获得超拉伸的NC凝胶并赋予其环境响应性,我们将丙烯酰胺(AM)在锂藻土分散液中原位聚合,得到了断裂伸长率超过2000%的NC凝胶。其松弛模量可用G(t)=Ge[1+(t/λ_0)~(-n)]描述(Ge是平衡模量,λ_0是时间常数),松弛指数n约为0.16;证明NC凝胶的超拉伸性源于较低的网链密度和适当的松弛速率。用丙烯酸钠与AM、BIS在Laponite分散液中原位共聚,制备了透明、超拉伸、pH响应的NC凝胶。
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