Page 55 - 《精细化工》2023年第2期

第 2 期 姚 雪，等: 基于动态硼酸酯键/氢键的自修复导电水凝胶的制备及性能 ·277·

表明 PAM/PBA-IL3/CNF 水凝胶的内部网络可以快 的机械性能无法在很大程度上恢复。相比之下，愈
速恢复，并且水凝胶具有良好的触变性、弹性响应 合后的 PAM/PBA-IL/CNF 水凝胶的力学性能在修复
性和自修复特性 [21] 。 150 min 后可以很大程度上得以恢复。如图 7b 和表
为了进一步研究水凝胶的自修复性能以及评估 3 所示，初始 PAM/PBA-IL3/CNF 水凝胶的断裂应力为
2
不同键（动态硼酸酯键和氢键）对水凝胶自修复性 335.1 kPa、断裂伸长率为 1969.5%、断裂能为 12.1 kJ/m 。
能的影响，采用 VBI 作为 PBA-IL 离子液体的对比 经 150 min 自愈后，PAM/PBA-IL3/CNF 水凝胶的拉
样，制备了具有不同 VBI 含量的 PAM/VBI/CNF 水 伸强度为 319.8 kPa、断裂伸长率为 1950.4%、断裂
2
凝胶（VBI 和 PBA-IL 的物质的量相同），其力学性 能为 11.5 kJ/m 。
能数据列于 表 2 。不同 PBA-IL 含量的 PAM/
PBA-IL/CNF 水凝胶力学性能数据列于表 3。初始和
自愈 150 min 后具有不同离子液体（PBA-IL 和 VBI）
含量的 PAM/PBA-IL/CNF 和 PAM/VBI/CNF 水凝胶
的拉伸性能如图 7a、b 所示；水凝胶的 HE 如图 7c
所示。

表 2 不同 VBI 含量的 PAM/VBI/CNF 水凝胶自修复前后
的力学性能
Table 2 Mechanical property of PAM/VBI/CNF hydrogels
with different VBI contents before and after
self-healing
断裂伸长率 断裂应力 断裂能
样品名
2
/% /kPa /(kJ/m )
初始 PAM/VBI 1/CNF 1547.6 359.6 9.8
初始 PAM/VBI 2/CNF 1688.3 341.4 10.6
初始 PAM/VBI 3/CNF 1806.8 321.2 11.2
初始 PAM/VBI 4/CNF 1923.3 299.4 10.5
自愈后 PAM/VBI 1/CNF 625.5 109.4 1.9
自愈后 PAM/VBI 2/CNF 835.6 125.6 3.0
自愈后 PAM/VBI 3/CNF 1035.7 129.6 3.6
自愈后 PAM/VBI 4/CNF 923.2 104.8 2.7

表 3 不同 PBA-IL 含量的 PAM/PBA-IL/CNF 水凝胶自修
复前后的力学性能
Table 3 Mechanical property of PAM/PBA-IL/CNF hydrogels
with different PBA-IL contents before and after
self-healing

断裂伸长率 断裂应力 断裂能
样品名
2
/% /kPa /(kJ/m )
初始 PAM/PBA-IL1/CNF 1598.4 365.5 10.5
初始 PAM/PBA-IL2/CNF 1789.6 348.9 11.4
初始 PAM/PBA-IL3/CNF 1969.5 335.1 12.1
初始 PAM/PBA-IL4/CNF 2053.8 306.9 11.3
自愈后 PAM/PBA-IL1/CNF 1476.7 315.6 8.3
自愈后 PAM/PBA-IL2/CNF 1764.9 320.9 10.8
自愈后 PAM/PBA-IL3/CNF 1950.4 319.8 11.5
自愈后 PAM/PBA-IL4/CNF 2018.1 277.3 10.2

如图 7a 和表 2 所示，即使 PAM/VBI/CNF 水凝
胶在 150 min 后可以愈合并呈现形状恢复，但它们