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水凝胶是一种高吸水高保水材料,被广泛应用于化工、医药卫生等行业。水凝胶的制备方法、反应介质对其产物性能和应用有直接的影响。Diels-Alder(D-A)反应具有反应条件温和、无小分子生成等优点,有望将其应用于制备原位交联水凝胶。本研究分别制备了水溶性的含双烯基团呋喃侧基的丙烯酰胺共聚物和水溶性的含亲双烯基团的马来酸酯化产物;混合二者的水溶液,在水相中原位发生D-A交联反应,形成水凝胶,即原位交联水凝胶;并对水凝胶的性能和解交联进行了研究。主要工作包括:(1)采用沉淀聚合的方法,通过丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酸糠醇酯(FMA)共聚,合成了水溶性双烯体聚合物P(AM-FMA);通过N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)与FMA共聚,合成了水溶性双烯体聚合物P(NVP-FMA)。对产物的结构和分子量进行了表征,确定了适宜的共聚单体配比,即AM:FMA摩尔比为100:0.47~100:2.40:NVP:FMA摩尔比为100:4.0-100:10。(2)通过马来酸酐(MA)与一缩二乙二醇(DEA)的醇解酯化反应,合成了水溶性亲双烯体MA-DEA.以无水乙酸钠为催化剂,考察了反应物配比和催化剂用量对酯化率的影响,确定了MA和DEA的适宜摩尔比为2.1:1,催化剂的适宜添加量为反应物总质量的1.0%。(3)研究了双烯体聚合物P(AM-FMA)和亲双烯体MA-DEA在水中的D-A反应,实现原位交联凝胶化。通过在线粘度测定法,考察了反应物的配比、温度等因素对反应速率、凝胶化时间的影响响;揭示了凝胶化动力学特征,测定了交联活化能为18.04~ 19.93 KJ·mol-1;考察了水凝胶的溶胀特性、耐盐性、抗压强度等与应用密切相关的性能。(4)通过交联与加热解交联研究,发现水相中加入有机物(例如N,N-二甲基甲酰胺,DMF)会使D-A反应的活化能增大,反应速率减小,而有机溶剂DMF对逆D-A反应有加速作用。本研究制备的原位交联水凝胶在发生Diels-Alder交联时不需要催化剂,因此在堵漏和骨伤内止血方面具有应用前景。