高韧性两性离子聚合物水凝胶研究进展

刘冰洁，许晨，唐悦蔓，郑司雨，杨晋涛（浙江工业大学材料科学与工程学院）

摘要：两性离子聚合物水凝胶凭借其在生物相容性、抗污性能和离子传输性能方面的独特优势受到全球研究人员的关注，现已在生物材料、离电器件、防污涂层等领域广泛应用。然而，两性离子基团极强的静电诱导水合效应会削弱聚合物链间的相互作用，致使相关凝胶的力学性能较差，极大地限制了其应用范围。本综述聚焦于两性离子聚合物水凝胶力学性能不足这一问题，首先讨论了两性离子单体的基本结构特征，分析了两性离子单元结构与体系内各类分子间作用之间的构效关系；随后以分子间作用力为纽带，分析了两性离子单元结构与两性离子聚合物水凝胶环境响应性之间的联系；然后，分别从两性离子聚合物杂化体系和纯两性离子聚合物体系两个方面系统梳理了近年来相关水凝胶的增韧策略，探讨了高韧性两性离子聚合物水凝胶单体结构和聚合物网络结构的设计思路；最后总结并展望了两性离子聚合物水凝胶未来发展时面临的挑战。

关键词：水凝胶；两性离子聚合物；力学性能；增韧机制；构效关系