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大部分传统的合成水凝胶力学强度较弱且韧性不足,使其应用受到限制,目前主要应用在对力学性能要求不高的领域。然而,对于生物体内的类水凝胶组织(如肌肉组织),即使在较大强度下拉伸,也几乎不会发生任何磨损,天然生物材料有着人工合成材料无可比拟的优越性能,因此,生物材料具有较大的应用前景。多肽材料一直是生物材料领域非常热门的研究课题,对于水凝胶体系来说,聚多肽水凝胶在成分上最接近人体内的软组织,因此,多肽水凝胶的研究具有重要的价值。大部分多肽水凝胶是利用聚多肽的二级结构,使其排列成带状的结构从而形成纳米带,再利用纳米带的物理缠结形成凝胶网络。虽然物理缠结的强度较弱,但对水凝胶的力学强度会有较大的影响,能够显著改善凝胶的力学性能。 本论文将聚多肽引入到常规的化学交联水凝胶体系中,在聚合物原有交联网络的基础上,将α螺旋聚多肽作为第二交联点,形成具有双交联点的单网络结构。凝胶网络中同时存在着强交联点和弱交联点,主要是利用多肽特有的二级结构(α螺旋、β折叠等)来提高水凝胶的力学性能。本论文采用 NCA(N-羧基-环内酸酐)开环聚合法合成聚多肽,虽然无法制备含有特殊序列的聚多肽,但适用于合成各种氨基酸构成的均聚或共聚多肽,如聚谷氨酸和聚赖氨酸。结果表明,合成的聚多肽具有生物体内多肽特有的α螺旋结构,α螺旋是聚多肽分子内的氢键形成的,虽然每个氢键的键能较小,弱于共价键和离子键,但是多氢键的协同作用使得这种超分子作用力不容小觑。α螺旋的构型类似弹簧,将α螺旋的聚多肽引入到凝胶体系中,使之与聚丙烯酸形成交联点,赋予聚多肽水凝胶卓越的拉伸性能,实现水凝胶力学性能的增强。在 allyl-PHPG交联的水凝胶体系中,随着 allyl-PHPG含量的增多,其断裂伸长率最多达到1800%。本论文通过合成不同的多肽来实现水凝胶力学性能的增强,具有较大的研究价值。