粘土增韧水凝胶2.docx

粘土增韧水凝胶•传统的水凝胶由于存在网络结构不均匀、缺乏能量耗散机制等问题，导致机械性能 差，从而制约了其实际应用因此人们研究开发了大量高强度韧性水凝胶，包括双 网络水凝胶⑴、滑环水凝胶[2】、纳米复合水凝胶⑶等纳米粘土(蒙脱土)是具有 强烈膨胀性的含水铝硅酸盐矿物，每个结构单元的厚度约为1 nm,长和宽都为100 nm左右片层具有很大的比表面积(约725 m2/g)⑷，两个相邻的晶层之间由氧原 子层相接，片层之间可以随机旋转、平移但单一平层不能单独存在，而是以多层 聚集的晶体形式存在，层间的这些阳离子是可交换的，这些特殊的晶格结构，使蒙 脱土具有离子交换性、吸水性、膨胀性、触变性、粘结性、吸附性等系列有价值的 特性⑸由于纳米粘土的颗粒尺寸很小、比表面积很大，其表面效应、体积效应、 量子尺寸效应及宏观量子隧道效应，使聚合物基粘土复合材料呈现出很多不同于常 规聚合物复合材料的特性[6】西南大学鲁熊教授团队⑺，制备了一种粘附性好、韧性 好的聚多巴胺-粘土-聚丙烯酰胺(PDA-Clay-PAM冰凝胶其中粘土不仅提供了优异 的机械性能，还能抑制被插入到纳米粘土薄片中的多巴胺的氧化，从而产生含有游 离邻苯二酚基团PDA为水凝胶提供粘附性能。

PDA-Clay-PAM水凝胶的最大拉伸应 变为4800%,高于PDA-PAM水凝胶的最大拉伸应变(3800%),与PAM水凝胶的1500% 最大应变形成鲜明对比四川大学褚良银团队[8】研究了一种新型的具有良好弯曲响 应性和弹性的(NIPAM-Clay)复合水凝胶通过设计纳米粘土在水凝胶厚度上的非 对称分布，实现了 PNIPAM-clay NC水凝胶的热响应弯曲性能通过控制不同粘土 含量在水凝胶层的厚度比，可以调节PNIPAM-clay凝胶的热响应弯曲方向和程度 可作为温度控制的机械手，用于各种应用，包括封装、捕获和目标物体的运输NIPAM-Clay)是极具吸引力的材料候选者，可用于刺激反应的智能软机器人，或 者用于各种各样的领域，如机械手、夹持器和悬臂传感器等•纳米粘土不仅使聚合物的强度、刚性、韧性得到了明显的改善，同时将纳米粘土引 入聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶体系中，得以改善水凝胶的机械性能和刺激响应性能， 而且由于尺寸小，可以增加聚合物的密度，提高聚合物的防水性、阻隔性、耐热性 及抗老化性能等功能特性制备的新型复合材料可以将无机物的刚性、尺寸稳定性 和热稳定与聚合物的韧性、可加工性完美地结合起来。

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