水解引起的聚丙烯酰胺水凝胶的大溶胀

文/周瑜，金丽华

聚丙烯酰胺(PAAm)水凝胶被广泛应用和研究。它们的水解特性常被忽视。当PAAm水凝胶在碱性条件下存储时，它们可以发生水解反应，使其从中性水凝胶转变为聚电解质水凝胶，从而导致体积显著增加。在本文中，我们建立了一个非平衡热力学理论来描述水解诱导的PAAm水凝胶的大溶胀。特别地，通过考虑水解反应的自迟滞性，提出了热力学一致的反应动力学。例如，在自由和约束边界条件下，模拟了水解诱导的均匀溶胀，我们表明，力学约束可以显著影响水凝胶的溶胀和反应。通过实验验证了理论模型的正确性。这项工作为理解和预测PAAm水凝胶在碱性条件下的水解诱导溶胀行为提供了指导，对其利用具有重要意义。

https://doi.org/10.1039/D0SM00663G