A stiff and tough triple-shape memory hydrogel triggered at body temperature by hydrophobic association and electrostatic interaction

甲基丙烯酸酯 材料科学 自愈水凝胶 异丙基 高分子化学 共聚物 聚合物 模数 玻璃化转变 化学工程 复合材料 化学 有机化学 工程类
作者
Lei Yang,Shuo Li,Zijian Zhao,Jie Wang,Xiaoniu Yang,Hongying Lv
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:: 148808-148808 被引量:9
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.148808
摘要

While triple-shape memory hydrogels (TSMHs) are considered promising materials for intelligent medical devices, obtaining TSMHs triggered at the human body temperature with adequate mechanical performance remains challenging. Herein, a stiff and tough TSMH with a wide glass transition temperature (Tg) range at approximately 36 °C is constructed by copolymerizing hydrophobic 2-aminoethyl methacrylate isopropyl carbamate (IMA) with zwitterionic sulfobetaine methacrylate (SBMA). While the introduction of SBMA into the poly(2-aminoethyl methacrylate isopropyl carbamate) (PIMA) polymer chain weakens the ultra-strong hydrophobic association, it causes an electrostatic interaction, which increases the flexibility of the copolymer chains and the cross-linking density of the network. Based on these structural characteristics, the poly(2-aminoethyl methacrylate isopropyl carbamate-co- sulfobetaine methacrylate) [P(IMA-co-SBMA)] hydrogels show reasonable triple shape memory effect with wide Tg ranging from 22 °C to 46 °C, Young's modulus from 2.82 MPa to 22.15 MPa, and fracture strain from 43 % to 444 %. This study provides a novel strategy for balancing the mechanical properties and Tg of TSMHs as materials for intelligent medical devices.
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