金属离子溶液浸泡策略提升聚丙烯酸水凝胶微珠的力学性能研究

摘要

通过简单的离子浸泡策略对聚丙烯酸水凝胶微珠的力学性能（如压缩强度、断裂应变等）和吸水性能进行研究和调控，探究离子的种类和浓度对水凝胶的力学性能和吸水性能的影响。结果表明：浸泡离子后的水凝胶不仅具有优异的力学性能，且在Fe³⁺浸泡的白色水凝胶抗压缩能力最强，可以承受最大26.7 N；然而在高温加热的情况下，Na⁺浸泡的水凝胶微珠呈现出良好的热稳定性，经过Ni²⁺和Fe³⁺浸泡的水凝胶微珠具有更优异的热稳定性。此外，水凝胶微珠还展现出快速溶胀能力，加入离子溶液后的凝胶的溶胀率减小的现象可归因于高含量的离子极大地增加了水凝胶的交联密度，致密的网络限制水凝胶的进一步溶胀，从而导致了溶胀率减小。

关键词

水凝胶 / 聚丙烯酸 / 力学性能 / 吸水性能 / 压缩强度