干燥-盐析法制备的PVA超韧水凝胶是一种通过特定工艺制备的具有良好的力学性能和多种优良特性的水凝胶材料,在生物医学、柔性电子等领域展现出应用潜力。以下是关于这种水凝胶的详细介绍:
制备原理
脱水致密化:将粘性PVA溶胶在室温下干燥,水分蒸发后形成独立的PVA干凝胶。在脱水过程中,聚合物网络致密化,为后续盐析诱导更强的聚集和结晶提供预填充的聚合物链。
盐析诱导聚集与结晶:将PVA干凝胶浸泡在离子化阴离子溶液中,通过相分离进一步促进PVA链的密集聚集和结晶。盐析效应快速诱导强聚集,在羟基之间形成致密的氢键网络,得到高结晶度的盐析PVA水凝胶(S-PVA)。
湿性与润滑性能实现:将S-PVA水凝胶在充足的纯水中透析,洗去残留的盐离子,得到具有高含水量、高透明度、良好润湿性和润滑性的WL-PVA水凝胶。
性能特点
1.良好的力学性能:
抗拉强度为6.54±0.69-26.72±1.05 MPa。
杨氏模量为1.53±0.16-6.66±0.29 MPa。
韧性为7.27±0.73-55.21±1.62 MJ m⁻³。
断裂能为0.79±0.12-4.95±0.29 kJ m⁻²。
高透明度:透光性高达98%,满足光学应用对透明度的要求。
2. 抗蛋白粘附性:
能有效防止蛋白质在其表面吸附和沉积,减少生物污染和免疫反应。
3.可控药物释放功能:
与亲水聚合物链的-OH与药物分子的-COOH之间的氢键相互作用有关,可实现药物的缓慢释放。
应用领域
组织工程:可作为细胞生长的支架材料,促进组织修复和再生。
药物递送系统:可作为药物载体,实现药物的靶向释放。
制备优势
工艺简单:干燥-盐析法操作相对简单,易于实现大规模生产。
性能可调:通过调节聚合物链的密度、聚集状态和结晶性(如聚合物浓度、盐析处理浓度和时间以及阴离子种类等),可以轻松调控水凝胶的机械性能。