Page 80 - 《精细化工》2022年第7期

·1366· 精细化工 FINE CHEMICALS
水凝胶内部网络的交联点增多而交联密度增大，从
而使水凝胶拉伸强度增大。由表 2 可以看出，对照
组 MBA/PAA/ PAM 水凝胶的压缩强度和压缩应变
分别为 540 kPa 和 73%，压缩强度介于 5%AS-
POSS/PAA/PAM 水凝胶和 10%AS-POSS/ PAA/PAM
水凝胶之间，压缩应变介于 10%AS-POSS/PAA/PAM
水凝胶和 15%AS-POSS/PAA/PAM 水凝胶之间。
随着 AS-POSS 用量的增加，AS-POSS/PAA/
PAM 水凝胶的压缩强度和压缩应变逐渐减小。这是
由于随着水凝胶内部网络的交联点增多而交联密度
增大，从而使水凝胶的韧性降低。拉伸和压缩实验
结果表明，POSS 的引入显著提高了水凝胶的韧性和
抗压缩性能。
2.5 AS-POSS/PAA/PAM 水凝胶的流变性能
图 7a 和 b 分别为 AS-POSS/PAA/PAM 水凝胶和
MBA/PAA/PAM 水凝胶的储能模量（G′）和损耗模
量（G″）在不同频率下的变化曲线。从图中可以发
现 G′一直大于 G″，且随着频率的增大 G′和 G″都逐
渐增大。AS-POSS/PAA/PAM 水凝胶的 G′在 10000 Pa
以上，这表明 AS-POSS/PAA/PAM 水凝胶具有高弹
性。对照组 MBA/PAA/PAM 水凝胶的 G′值和 G″值
处于 5% AS-POSS/PAA/PAM 和 10% AS-POSS/PAA/
PAM 两组水凝胶的中间。图 7c 和 d 分别为 G′、G″
和损耗因子（tanδ）在不同应变下的变化曲线。在
应变小于 1%时，MBA/PAA/PAM、AS-POSS/PAA/
PAM 水凝胶的 G′、G″和 tanδ 都较稳定，之后随着
应变幅度的继续增加，G′呈指数下降、G″呈指数上
升，在 G′和 G″两者相交处水凝胶发生屈服。
第 39 卷
图 7 不同频率下 AS-POSS/PAA/PAM 和 MBA/PAA/PAM
水凝胶的 G′（a）和 G″（b）的变化曲线；不同应
变幅度下 AS-POSS/PAA/PAM 和 MBA/PAA/PAM 水
凝胶的 G′、G″（c）和 tanδ（d）的变化曲线
Fig. 7 Variation curves of G′ (a) and G″ (b) of AS-POSS/
PAA/PAM and MBA/PAA/PAM hydrogels at
different frequencies; Variation curves of G′, G″ (c)
and tanδ (d) of AS-POSS/PAA/PAM and MBA/
PAA/PAM hydrogels at different strain amplitudes
AS-POSS/PAA/PAM 水凝胶和 MBA/PAA/PAM
水凝胶的屈服应变和损耗因子数据列于表 2。随着
AS-POSS 用量的增加，水凝胶的屈服应变由 330%
逐渐减小到 57%，高 AS-POSS 用量的水凝胶比低
AS-POSS 用量的水凝胶 先达到屈服 应变点。
AS-POSS/PAA/PAM 水凝胶的屈服应变高于对照组
水凝胶，这表明加入 AS-POSS 极大提高了水凝胶的
动态力学性能。损耗因子的数据表明，AS-POSS/
PAA/PAM 水凝胶具有较对照组更高的黏性。
2.6 AS-POSS/PAA/PAM 水凝胶的溶胀性能
AS-POSS/PAA/PAM 水凝胶的溶胀曲线如图 8
所示，数据结果列于表 2。随着 AS-POSS 用量的增
加，AS-POSS/PAA/PAM 水凝胶溶胀平衡时间由 500 h
逐渐减小到 30 h，平衡溶胀比由 512.0 逐渐减小到 4.6。
这是由于交联点的增多和交联网络密度的增大限制
了水凝胶的溶胀行为。其中，1% AS-POSS/PAA/PAM
水凝胶在溶胀 500 h 后达到溶胀平衡，其平衡溶胀
比达到了 512.0，具有超吸水性。MBA/PAA/PAM 水
凝胶在溶胀 130 h 后达到溶胀平衡，平衡溶胀比为
6.6，介于 15% AS-POSS/PAA/PAM 水凝胶和 20%
AS-POSS/PAA/PAM 水凝胶之间。