PVA（聚乙烯醇）超韧水凝胶的制备中，结晶域工程与溶剂交换的协同策略是一种重要的方法，通过调控结晶域的形成和分布，以及优化聚合物网络的均匀性和交联密度，可以提升水凝胶的力学性能。

PVA超韧水凝胶理化性质：具有超高表面亲水性、高透明度、适中含水量的光滑PVA水凝胶是生物医学设备的选择。

拉伸强度15 ± 1.35 MPa

杨氏模量5.01± 0.33 MPa

韧性8.25 ± 1.89 MJ·m−3

透射率超过800%

含水量为52–54%

水凝胶的表面水合作用和亲水特性展现显着的抗蛋白粘附性能

原位药物递送

瑞禧生物通过以下从结晶域工程溶剂交换策略原理、关键作用及应用效果方面展开分析：

一、结晶域工程溶剂交换策略原理

1.结晶域的作用

结晶域在PVA水凝胶中起到关键的增强作用。结晶区域的有序排列使得破坏这些结构需要更高的应力，从而提高了水凝胶的强度和韧性。例如，通过硫酸和聚两性离子的霍夫迈斯特效应，可以促进PVA分子链结晶，形成大量纳米晶域，这些晶域作为主要的交联点，起到能量耗散的作用。

结晶域的调控方法

盐析法：通过盐析可以诱导PVA形成高密度的结晶域。例如，在柠檬酸钠溶液中进行盐析处理后，PVA水凝胶的结晶度增加，从而提高了其力学性能。

干退火：干退火可以通过水分挥发诱导水凝胶的各向异性干燥和可控收缩，进一步增大结晶域尺寸和致密度。

2.溶剂交换的作用

溶剂交换可以实现聚合物链的均匀分布和网络的均质化。通过从良好溶剂（如二甲亚砜）到相对较差的溶剂（如水）的交换，可以构建均匀且松散交联的PVA凝胶，这有利于后续的结晶域形成。

溶剂交换的协同效应

溶剂交换与结晶域工程的协同作用可以提升水凝胶的性能。例如，结合溶剂交换和干退火的策略，可以制备出具有高结晶度（46.73%）和均匀分布的结晶域的PVA水凝胶，其应力、韧性和断裂能均提高。

二、关键作用

1.溶剂交换的作用：

网络均匀化：溶剂交换使PVA分子链在溶液中均匀分布，避免局部浓度过高或过低，为后续结晶提供均匀的基础。

构象调控：通过溶剂交换，PVA分子链从舒展构象转变为收缩构象，有利于分子链间的缠结和结晶。

物理交联形成：溶剂交换过程中形成的缠结和结晶域等物理交联域，是构建坚韧凝胶网络的基础。

2.晶域工程的作用：

结晶度提升：通过干退火、盐析等手段，诱导PVA分子链聚集和结晶，形成高密度的结晶域，提高水凝胶的结晶度。

交联点强化：结晶域作为物理交联点，增强了水凝胶网络的强度和韧性。

能量耗散机制：在变形过程中，结晶域可以阻止网络变形并逐渐解缠，有效耗散能量，实现刚度和韧性的协调增强。

三、协同策略的应用与效果

1.高性能水凝胶的制备
采用结晶域工程与溶剂交换协同策略制备的PVA水凝胶，具有高强度、高韧性和良好的抗疲劳性能。例如，通过盐析辅助溶剂置换的方法制备的PVA sal-exogels，其模量达到52.3 ± 2.7 MPa，韧性达到120.7 ± 11.7 kJ/m²。

2.实际应用前景
这种协同策略不仅适用于PVA水凝胶，还可以推广到其他聚合物网络软材料中，为高性能水凝胶的设计和制备提供了新的思路。

综上所述，结晶域工程与溶剂交换的协同策略通过优化结晶域的形成和分布，以及调控聚合物网络的均匀性和交联密度，提升了PVA超韧水凝胶的力学性能，为高性能水凝胶的设计和应用提供了重要参考。