基于动态共价键的三嵌段自修复水凝胶研究开题报告

1. 研究目的与意义

水凝胶是一类具有巨大发展潜力的材料。水凝胶是以水作为分散介质的凝胶，它具有独特的结构，不但具有网状交联结构，而且在这种水溶性聚合物中同时存在一部分疏水基团和亲水基团，亲水性基团结合到水分子上，水分子连接到网状内部，并且疏水性残基遇水膨胀的交联聚合物。水凝胶的柔性较好，可以吸收大量水分，由于其特殊的网络机构，使其在吸水后可以显著膨胀而不溶解与水，且能保持原有的构型与构造。

水凝胶的独特特性使其能应用于多种领域，水凝胶被广泛用于多种领域，在工业领域中用作堵水剂、脱水剂、结露防止剂、调湿剂；在农业领域中，被制成农用薄膜，也可用于抗旱、防尘；在化妆品领域中，被制成面膜等敷料；在食品加工领域中，被制成保鲜剂、增稠剂；在生物医疗领域中，被制成退热贴镇痛贴、药物载体、伤口敷料、人工器官、人工关节、人造肌肉、人工玻璃体、人工角膜、虹膜等等。其中在生物医学领域内，水凝胶的应用更具有广泛而深远的应用。因此研究水凝胶具有很高的医用价值。

任何材料都具有一定的使用寿命和使用条件，一旦材料出现损伤，如磨损，断裂，那么材料就失去了使用价值，水凝胶在医疗领域内，作为一种植入材料，也会面临这些问题，而人体植入性材料，无法像普通材料一样受损失效可立即更换，一旦水凝胶材料支架或药物传输系统在反复受创后失效，很难进行及时有效的更换，因此，为了拓展水凝胶材料的使用范围，延长水凝胶的寿命，研究水凝胶的自修复性能与力学性能是极其必要的，正因如此，对于水凝胶自修复性能的研究成为了热点。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：

1.合成以酰腙键和胶束交联的两种动态交联的水凝胶以为原料，对端基进行封端处理，制备酰肼基封端的pf127。同时，以1,1,1-三(羟甲基)为原料，对其端基进行封端处理，制备醛基封端的1,1,1-三(羟甲基)。

2.将醛基封端的1,1,1-三(羟甲基)与酰肼基封端的pf127以1:1比例混合制备目标水凝胶。系统研究反应温度、反应时间对产物性能的影响；

3. 研究的方法与步骤

3.1本次实验采取实验法

首先设计实验步骤合成目标水凝胶。其次，通过核磁共振表征所合成的目标水凝胶。最后通过控制变量法，定性与定量分析目标水凝胶的机械性能与自修复性能

3.2基于酰腙键的pf127三嵌段自修复水凝胶的合成。

4. 参考文献

[1]zhang y, hu c, xiang x, et al. self-healable, tough and highly stretchable hydrophobic association/ionic dual physically cross-linked hydrogels[j]. rsc advances, 2017, 7(20):12063-12073.

[2]haraguchi k, uyama k, tanimoto h. self-healing in nanocomposite hydrogels[j]. macromolecular rapid communication, 2011, 32(16):1253-1258

[3] pu w, jiang f, chen p, et al. a poss based hydrogel with mechanical robustness, cohesiveness and a rapid self-healing ability by electrostatic interaction.[j]. soft matter, 2017, 13(34):5645.

5. 计划与进度安排

(1)第1周-第2周：查阅文献资料，撰写开题报告；

(2)第3周-第6周：设计实验步骤及工艺；

(3)第7周-第11周：完成相关实验；