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杂化交联PAAm/SA双网络水凝胶在多价态离子溶液中的润滑行为
  • ISSN号:1001-9731
  • 期刊名称:《功能材料》
  • 时间:0
  • 分类:O631[理学—高分子化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]湖北工业大学材料科学与工程学院,武汉430068, [2]湖北工业大学绿色轻工材料湖北省重点实验室,武汉430068
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51273059);清华大学摩擦学国家重点实验室开放基金资助项目(SKLTKF14A09)
中文摘要:

水凝胶因含水量高及生物相容性好,是一种理想的人工软骨替代材料.通过构建杂化交联双网络,水凝胶的力学性能显著提高,但有关其摩擦机理却较少报道.制备了聚丙烯酰胺/海藻酸钠(PAAm/SA)水凝胶,并分别测定了Na+、Ca2+及Fe3+3种不同价态离子对其弹性模量、含水率、摩擦行为的影响.研究表明,Fe3+溶液中,PAAm/SA的弹性模量为126 kPa,是初始模量的14倍.PAAm/SA水凝胶摩擦应力在整个速率范围内较PAAm最大有一个数量级降低.随离子价数的增大,SA 和 PAAm/SA 水凝胶摩擦应力均呈现增大趋势.当浸泡溶液由Ca2+变为Fe3+时,PAAm/SA水凝胶的摩擦行为由混合润滑变为边界润滑.另外,PAAm/SA 水凝胶在Fe3+中的摩擦应力对压应力的敏感性随速率增大呈现减小趋势.

英文摘要:

Due to the high water content and excellent biocompatibility,Hydrogel is the ideal substitute for arti-ficial cartilage.The mechanical property of hydrogels can be significantly improved by fabricating hybrid cross-linked double network.However the research is rarely reported on the friction mechanisms of hybrid cross-linked double network.Polyacrylamide/alginate (PAAm/SA)is fabricated and the elasticity modulus,swelling ratio and frictional behavior of PAAm/SA immersed in Na+,Ca2+ and Fe3+ was measured.The elasticity mod-ulus of PAAm/SA in Fe3+ ionic solutions is 126 kPa which is 14 times of the PAAm/SA immersed in water. The frictional stress of PAAm/SA hydrogel significantly decreases over the entire range of sliding-velocity con-trast to PAAm.The frictional stress of SA and PAAm/SA increased with the valences of ionic.When the solu-tion turn from Ca2+ to Fe3+,the friction mechanism of PAAm/SA shift from mixed lubrication to boundary lu-brication.Moreover,the sensitivities about the friction stress of PAAm/SA in Fe3+ to stress decrease with the slip rate increase.

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期刊信息
  • 《功能材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:重庆材料研究院
  • 主办单位:重庆材料研究院
  • 主编:黄伯云
  • 地址:重庆北碚区蔡家工业园嘉德大道8号
  • 邮编:400707
  • 邮箱:gnclwb@126.com
  • 电话:023-68264739
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-9731
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1099/TH
  • 邮发代号:78-6
  • 获奖情况:
  • 2008、2011年连续获中国精品科技期刊,2010获重庆市双十佳期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:30166