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聚丙烯酰胺水凝胶是近年来发展非常迅猛的一种生物材料,在药物释放、石油化工、组织工程等众多领域有着广泛的应用。随着水凝胶的发展,传统的加工成型方式已经无法满足复杂的功能结构的需求,而3D打印技术的迅速发展和成熟,解决了原来加工困难这个难题。因此,制备力学性能优良且适合3D打印的水凝胶尤为重要。本文选用丙烯酰胺、光引发剂、交联剂、海藻酸钠、明胶、氯化钙合成多网络聚丙烯酰胺-天然高分子水凝胶。在体系中,丙烯酰胺通过与交联剂聚合形成一种网络体系,海藻酸钠与氯化钙溶液交联形成第二网络体系,明胶自身的氢键交联作为第三网络体系。同时明胶作为3D打印支撑材料,利用明胶冷凝热溶的特点,采用3D打印技术使其快速成型。所得水凝胶具有多组分、多重作用网络结构。实验采用单一变量法,通过测试水凝胶的拉力、压力、粘度等手段寻求水凝胶的合适配比,讨论结果得出:当明胶含量为20 wt.%,海藻酸钠含量为1.5 wt.%,丙烯酰胺含量为10 wt.%,交联剂含量为0.05 wt.%时,此时水凝胶的力学性能达到最佳,拉伸强度为0.2395 Mpa,压缩强度为1.8915 Mpa,溶胀率为4.96,伸长率为300.0%,粘度为11400 mPa·s。同时实验还发现,当不用氯化钙与海藻酸钠交联时,聚丙烯酰胺-天然高分子水凝胶有一定的自愈性质。海藻酸钠在实验中起到调节粘度的作用,在之前工作基础上,论文研究了自愈性聚丙烯酰胺水凝胶的3D打印合适配比以及力学性能和自愈效果。实验得出:当明胶含量超过30 wt.%时,此时不需要额外添加海藻酸钠来增加体系的粘度,当明胶含量30 wt.%,丙烯酰胺含量10 wt.%,交联剂含量0.05 wt.%时,水凝胶的拉伸强度为0.1796 Mpa,压缩强度为1.7610Mpa,溶胀率为8.50,伸长率为495.5%,粘度为1800 mPa·s。由于水凝胶具有较好的溶胀性能,论文还研究了多网络聚丙烯酰胺-天然高分子水凝胶对亚甲基蓝的吸附效果,并对吸附动力学性能进行了研究,研究表明两部分实验所制得水凝胶均符合准二级动力学模型。