摘要
聚甲基丙烯酸羟乙酯（PHEMA）作为一种水凝胶材料因其生物相容性好、亲水性强等特点在生物医学领域引起了广泛的关注。但是，在室温干燥条件下PHEMA的力学性能很差，很难作为一种高分子材料来使用。通过交联来改善力学性能是一个有效途径，但传统的交联方式在交联后很难再重复加工利用，并且很少有交联剂能够改善PHEMA的脆性。同时，PHEMA作为多羟基聚合物广泛地应用在合成瓶刷状聚合物方面，少有研究涉及瓶刷状聚合物这类特殊拓扑结构的动态交联，尤其是含有结晶侧链的瓶刷状聚合物动态交联尚无文献报道。 本文通过自由基聚合得到线形PHEMA，基于异氰酸酯和氨基之间的高反应活性，制备了一类分子链内含醚键的柔性新型硅烷偶联剂，利用缩合反应制备了一系列交联密度不同的动态交联PHEMA材料，并对该材料的机械性能、动态力学性能等进行了探讨。再通过原子转移自由基聚合（ATRP）合成不同分子量的PHEMA，在辛酸亚锡的催化下，以PHEMA的羟基为引发剂引发ε-己内酯开环聚合，通过调整单体投料比制备了一系列不同侧链长度的结晶性瓶刷状聚己内酯（PCL），与二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）反应制备动态交联的瓶刷状聚己内酯网络，对材料的分子结构、力学性能、动态力学性能、形状记忆性能等进行了表征，并探讨了主侧链长度和性能之间的构效关系。论文主要研究结果如下： （1）合成了一种新的柔性硅烷偶联剂，并通过缩合反应制备了PHEMA动态交联网络，在大幅提高了PHEMA力学性能的同时保留了热塑性PHEMA的可重塑性。其中，交联度最高的PHEMASi-0.8的断裂伸长率最高，达到了10.1%；PHEMASi-0.6的拉伸强度最高，达到了17.6MPa，对比未交联材料提高了15倍和87倍，该交联剂能够赋予材料显著的动态交换行为。 （2）通过ATRP反应合成不同分子量PHEMA，基于开环聚合反应制备不同臂长的瓶刷状聚己内酯，最后通过MDI交联，制备瓶刷状聚己内酯动态交联网络。交联材料最高的拉伸强度和断裂伸长率分别为22.4MPa和344.4%。具有良好的形状记忆性能，交联结构作为固定相，PCL结晶作为可逆相，形状恢复率在90%以上。交联后的瓶刷状聚己内酯具有优异的可重复加工性，重塑之后材料的机械性能恢复率保持在85%，拉伸强度和断裂伸长率分别为18.4MPa和286%。
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