项目名称: 改性石墨烯增强纳米复合双网络水凝胶的合成及机理研究

项目编号: No.51202034

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 无机非金属材料学科

项目作者: 沈剑锋

作者单位: 复旦大学

项目金额: 25万元

中文摘要: 智能水凝胶能对外界刺激响应,在医用领域具有诱人的前景。传统智能水凝胶存在响应速率慢、机械性能差等缺点。石墨烯力学性能优良,可望作为增强剂用于制备纳米复合水凝胶。双网络水凝胶不但具有良好的力学性能,也能实现水凝胶的多重响应性。本项目在前期工作的基础上,以N-异丙基丙烯酰胺为单体,通过光聚合方法以改性石墨烯为交联剂构建一个纳米复合网络,之后将丙烯酸聚合制备第二网络,得到改性石墨烯增强的纳米复合双网络水凝胶。研究改性石墨烯用量、含水量、聚合物比例等因素对其力学性能、温敏性和pH敏感性、溶胀性能等的影响规律。综合采用胶束共聚理论、橡胶弹性统计理论和Mooney-Rivlin理论,结合全面的性能测试与表征,对改性石墨烯增强水凝胶交联网络形成机理进行探讨,阐明改性石墨烯在体系中的增强机理,并进行初步的生物相容性、安全性及释药性能研究。本项目获得的结果将为石墨烯增强水凝胶的制备与应用奠定理论基础。

中文关键词: 聚(N-异丙基丙烯酰胺);纳米复合;氧化石墨烯;双网络;水凝胶

英文摘要: Intelligent hydrogels, which can change their swelling behavior and other properties in response to environmental stimuli, have attracted great attention in biomedical fields. However, conventional intelligent hydrogels always exhibit very low response rate and weak mechanical properties. Graphene can be used as a reinforcing agent to prepare nanocomposite hydrogels because of its extraordinary mechanical properties. Meanwhile, double network hydrogels not only have good mechanical properties but also be multi-responsive. Based on our previous work, we intend to prepare novel nanocomposite double-network hydrogels with modified graphene as the crosslinker and reinforcing agent. N-isopropylacrylamide is used as the monomer to prepare the first network and acrylic acid is used to prepare the second network through photopolymerization. The effects of modified graphene content, the water content of hydrogels and polymer ratio on various physical properties such as mechanical properties, pH- and temperature responsive properties and swelling properties are investigated. On the basis of the micellar copolymerization therory, the statistical molecular theory of rubber elastic and the Mooney-Rivlin theory, combining with comprehensive characterization,formation mechanism of cross-linked network structure of modified g

英文关键词: Poly(N-isopropylacrylamide);Nanocomposite;Graphene oxide;Double network;Hydrogel

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