《對稱性四面體結構單元構築溫敏性理想均相網路水凝膠》是依託北京理工大學，由王建全擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：對稱性四面體結構單元構築溫敏性理想均相網路水凝膠
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：王建全
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
目前水凝膠的合成多採用常規化學或物理交聯，反應的不可控性勢必造成水凝膠材料內部結構的非均相性，從而不利於精確研究材料結構與性能的關係。區別於傳統水凝膠網路構築方法，本項目擬通過對稱性四面體結構單元構築溫敏性理想均相網路水凝膠。以N-異丙基丙烯醯胺（NIPAAm）為主要原料，利用原子轉移自由基活性聚合法（ATRP）製備結構清晰的線性（L-PNIPAAm）和對稱性四面體結構大分子（Tetra-PNIPAAm），然後分別採用對稱性四面體結構和線性小分子對上述兩種大分子通過Click反應進行交聯，製備水凝膠，並進一步通過多種測試手段表征水凝膠的巨觀性能和內部結構的均相性。由於所得水凝膠具有理想均相性和結構清晰性，有望獲得較常規方法所得材料更為優越的巨觀性能（如溶脹、力學及刺激回響性）；同時還可以作為理想網路模型，用於精確研究材料結構-性能的相關性，為水凝膠材料的深入研究奠定理論基礎。
結題摘要
目前水凝膠的合成多採用常規化學或物理交聯，反應的不可控性勢必造成水凝膠材料內部結構的非均相性，從而不利於精確研究材料結構與性能的關係。本研究旨在利用可控/活性自由基聚合製備出結構清晰的聚(N-異丙基丙烯醯胺)（PNIPA）高分子，並通過高效的Click化學反應構築結構清晰的均相網路結構溫敏性PNIPA基水凝膠，以便於精確研究材料結構-性能的相關性，為水凝膠材料的深入研究奠定理論基礎。本研究成功合成了對稱性端基功能化原子轉移自由基聚合（ATRP）引發劑和可逆加成-斷裂鏈轉移聚合（RAFT）鏈轉移劑及多種線性或四面體型端炔基與端疊氮基交聯劑；並成功進行了NIPA單體的ATRP和RAFT聚合，合成了多種端基和側基功能化的線性和四面體型PNIPA大分子；通過必要的手段對所得小分子及大分子進行了結構表征和確認。經過多種方案的實施，最終通過側基疊氮化PNIPA大分子與端炔基小分子或大分子進行了Click交聯反應，成功獲得了結構清晰的PNIPA聚合物水凝膠，並詳細研究了其結構對溶脹性能的影響。
