大豆蛋白/聚丙烯酰胺复合水凝胶的制备及压缩回弹性能研究

摘要：

以大豆蛋白(SPI)和丙烯酰胺(AAm)为原料,过硫酸铵(APS)为引发剂、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)为共价交联剂、CaCl2为离子交联剂、N,N,N′,N′-四亚甲基乙二胺(TEMED)为促进剂,制备了一种新型的大豆蛋白/聚丙烯酰胺(SPI/PAAm)复合水凝胶,分析了其结构和力学性能,并研究了其作用机制.结果表明:该复合水凝胶具有离子交联的大豆蛋白聚合物网络和共价交联的聚丙烯酰胺聚合物网络组成的双网络结构,其中,大豆蛋白离子交联网络用于分散外应力和耗散能量,聚丙烯酰胺共价交联网络用于保持形状.双网络结构的协同作用,赋予了水凝胶高弹性、高压缩性及抗疲劳特性.对水凝胶的形貌分析发现:该水凝胶呈现均匀的网孔结构,大豆蛋白均匀分布在复合水凝胶内部.对水凝胶的力学性能分析表明:该水凝胶表现出高弹性和高压缩性能,在经历80％的压缩应变循环压缩10次过程中,可迅速回复到初始状态,而不发生塑性变形和结构破坏;同时还具有优异的韧性和抗疲劳特性,在分别经历20％、50％及80％的压缩应变循环压缩100次后仍可保持形状完整,应力保持率分别为90％、95％和104％,塑性变形率分别为3.1％、5.9％和8.4％,能量损耗系数<0.3.

关键词：双网络、离子交联、共价交联、高弹性、耐疲劳强度

所属期刊栏目：40

分类号：TQ35

资助基金：国家重点研发计划资助项目2016YFD0600705

在线出版日期：2020-07-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：45-51