多功能复合水凝胶CMCS/OSA/PNIPAM的制备与性能研究

摘要

本研究通过一锅法成功构建了一种基于羧甲基壳聚糖（CMCS）、氧化海藻酸钠（OSA）与聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）的多功能复合水凝胶CMCS/OSA/PNIPAM(COP)。通过压缩试验研究了PNIPAM含量对水凝胶力学性能的影响，结果显示，随着PNIPAM含量的提高，水凝胶的压缩强度显著增强；当PNIPAM质量分数为6%时，压缩强度达到最大值20.8 kPa，相较未添加PNIPAM的水凝胶（0.5 kPa）提升约40倍。OSA含有活性醛基，与CMCS通过席夫碱反应形成动态共价键，赋予了COP水凝胶良好的自修复能力。流变学测试表明，当PNIPAM的质量分数为4%时，水凝胶展现出最佳的自修复能力，且在无外部刺激条件下于宏观尺度实现约2 h内的完全自愈。此外，COP水凝胶具备良好的温度响应性，其低临界溶解温度处于31～33℃之间，在50℃时发生明显体积收缩，失水率高达约41%，并出现显著的透明-浑浊的相转变现象，展现出智能温控材料的潜力。

关键词

N-异丙基丙烯酰胺 / 氧化海藻酸钠 / 羧甲基壳聚糖 / 席夫碱 / 温度响应

基金资助

国家自然科学基金(52177216)