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Fatigue-Resistant, Notch-Insensitive Zwitterionic Polymer Hydrogels with High Self-Healing Ability.
ChemPlusChem ( IF 3.0 ) Pub Date : 2020-09-21 , DOI: 10.1002/cplu.202000520 Jianbo Yang 1 , Yongxu Du 1 , Xuelin Li 1 , Congde Qiao 1 , Haihui Jiang 1 , Jiyong Zheng 2 , Cunguo Lin 2 , Libin Liu 1, 2
ChemPlusChem ( IF 3.0 ) Pub Date : 2020-09-21 , DOI: 10.1002/cplu.202000520 Jianbo Yang 1 , Yongxu Du 1 , Xuelin Li 1 , Congde Qiao 1 , Haihui Jiang 1 , Jiyong Zheng 2 , Cunguo Lin 2 , Libin Liu 1, 2
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Introducing self‐healing properties into hydrogels can prolong their application lifetime. However, achieving mechanical strength without sacrificing self‐healing properties is still a major challenge. We prepared a series of zwitterionic polymer hydrogels by random copolymerization of zwitterionic ionic monomer (SBMA), cationic monomer (DAC) and hydrophilic monomer (HEMA). The ionic bonds and hydrogen bonds formed in the hydrogels can efficiently dissipate energy and rebuild the network. The resulting hydrogels show high mechanical strength (289–396 KPa of fracture stress, 433–864 % of fracture stress) and have great fatigue resistance. The hydrogel with a 1 : 1 molar ratio of SBMA:DAC possesses the best self‐healing properties (self‐healing efficiency up to 96.5 % at room temperature for 10 h). The self‐healing process is completely spontaneous and does not require external factors to assist. In addition, the hydrogel also possesses notch insensitivity with a fracture energy of 12000 J m−2. After combining the conductivity of RGO aerogel, the hydrogel/RGO composites show good strain sensitivity with high reliability and self‐healing ability, which has certain significance in broadening the application of these zwitterionic hydrogels.
中文翻译：
具有高自我修复能力的抗疲劳，不刻痕不敏感的两性离子聚合物水凝胶。
在水凝胶中引入自我修复特性可以延长其使用寿命。但是，在不牺牲自愈性能的情况下达到机械强度仍然是一个重大挑战。我们通过两性离子离子单体（SBMA），阳离子单体（DAC）和亲水性单体（HEMA）的无规共聚制备了一系列两性离子聚合物水凝胶。在水凝胶中形成的离子键和氢键可以有效地耗散能量并重建网络。所得的水凝胶显示出较高的机械强度（断裂应力为289–396 KPa，断裂应力为433–864％），并且具有出色的抗疲劳性。SBMA：DAC的摩尔比为1：1的水凝胶具有最佳的自我修复性能（室温下持续10 h的自我修复效率高达96.5％）。自我修复过程是完全自发的，不需要外部因素的帮助。此外，水凝胶还具有缺口不敏感性，断裂能为12000 J m−2。将RGO气凝胶的导电性结合后，水凝胶/ RGO复合材料表现出良好的应变敏感性，高可靠性和自修复能力，这对拓宽这些两性离子水凝胶的应用具有一定意义。
更新日期：2020-09-21
中文翻译：
具有高自我修复能力的抗疲劳，不刻痕不敏感的两性离子聚合物水凝胶。
在水凝胶中引入自我修复特性可以延长其使用寿命。但是，在不牺牲自愈性能的情况下达到机械强度仍然是一个重大挑战。我们通过两性离子离子单体（SBMA），阳离子单体（DAC）和亲水性单体（HEMA）的无规共聚制备了一系列两性离子聚合物水凝胶。在水凝胶中形成的离子键和氢键可以有效地耗散能量并重建网络。所得的水凝胶显示出较高的机械强度（断裂应力为289–396 KPa，断裂应力为433–864％），并且具有出色的抗疲劳性。SBMA：DAC的摩尔比为1：1的水凝胶具有最佳的自我修复性能（室温下持续10 h的自我修复效率高达96.5％）。自我修复过程是完全自发的，不需要外部因素的帮助。此外，水凝胶还具有缺口不敏感性，断裂能为12000 J m−2。将RGO气凝胶的导电性结合后，水凝胶/ RGO复合材料表现出良好的应变敏感性，高可靠性和自修复能力，这对拓宽这些两性离子水凝胶的应用具有一定意义。
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