基于動態(tài)共價鍵的納米纖維素智能凝膠構(gòu)建

(閩江學(xué)院福建省新型功能性紡織纖維及材料重點實驗室,福建 福州 350108)

0 引言

近些年來，智能水凝膠的發(fā)展較為迅速，如多響應(yīng)性水凝膠、高強度水凝膠等性能獨特且可控的智能型水凝膠已廣泛應(yīng)用于傳感器、組織工程、細(xì)胞/藥物傳送系統(tǒng)和再生醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域[1]。盡管智能型水凝膠具備優(yōu)越的性能，但是當(dāng)水凝膠因為受損而形成了宏觀或者微觀尺度上的裂痕時，它那優(yōu)越而獨特的性能往往會變差，甚至因此喪失。如果這些裂痕進(jìn)一步擴大，可能還會影響水凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完整性和其機械性能，進(jìn)而縮短水凝膠的使用壽命[2]。與此同時，植入到生物體的水凝膠受損以后很難用人工的方法將其填補、修復(fù)。因此，研究并開發(fā)出與生物的軟組織結(jié)構(gòu)和性能相似，并且在受損后仍然可以恢復(fù)材料的原有結(jié)構(gòu)和功能的自愈合型智能水凝膠就具有廣泛的科學(xué)意義及應(yīng)用潛力。

根據(jù)愈合機理的不同，自愈合水凝膠主要可將其分為兩種：物理型自愈合水凝膠和化學(xué)型自愈合水凝膠。與傳統(tǒng)水凝膠相比，在遭到受力破壞后，自愈合水凝膠依然可以恢復(fù)其原本的結(jié)構(gòu)和功能，即具有自愈合性能，因而在近些年來受到了許多關(guān)注。而動態(tài)建構(gòu)化學(xué)概念的引入則能夠充分地促進(jìn)多響應(yīng)自愈合水凝膠的發(fā)展。作為一種擁有良好生物相容性，且能夠被賦予可降解性和刺激響應(yīng)性等諸多功能的材料，自愈合水凝膠在組織工程、藥物傳遞以及脊髓再生等各個領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。然而，就目前而言，該類水凝膠的制備過程都還較為復(fù)雜，而且其自愈合速度仍不夠快，效率也不夠高。

相較于合成高分子水凝膠，天然高分子水凝膠就具備良好的生物相容性和降解性[3]，它的使用過程也較為安全，且經(jīng)濟耐用，綠色環(huán)保，還擁有優(yōu)越的力學(xué)性能，所以適用于食品包裝、生物醫(yī)藥、石油化工以及建筑等眾多領(lǐng)域。由于從合成石油基聚合物轉(zhuǎn)向從可再生和可持續(xù)來源中獲得大分子物質(zhì)的環(huán)境趨勢的日益增長，以及天然高分子聚合物在生物醫(yī)學(xué)和制藥應(yīng)用中存在的潛力，由天然高分子聚合物(如纖維素和殼聚糖)制成的水凝膠在過去的幾十年里就引起了很大的關(guān)注[4-5]。

纖維素納米晶體(CNC)是一種源自純天然可再生資源的天然生物聚合物。作為一種十分有前景的生物質(zhì)材料，它因擁有良好的生物相容性，高比表面積和長寬比以及較高的機械強度和剛度而引起了巨大關(guān)注[6-7]。這些突出的特性使得CNC能夠作為增強納米填料而廣泛地應(yīng)用于聚合物水凝膠的基質(zhì)中。然而，在大多數(shù)由CNC增強的水凝膠中，原始的CNCs僅物理地包埋在其基質(zhì)中以改善其機械性能。但由于CNC分子內(nèi)含有大量的羥基，相互之間容易形成大量的氫鍵而發(fā)生團聚，不利于反應(yīng)的進(jìn)行，使得制備的水凝膠的機械強度和韌性仍然較差。

圖1 高碘酸鈉氧化原纖維過程示意圖Fig.1 Schematic diagram of the process of oxidizing fibril with sodium periodate

雙醛基納米纖維素主要是將原纖維用高碘酸鈉氧化而制得，反應(yīng)機理見圖1。該方式主要是將2,3-二羥基轉(zhuǎn)化成2,3-二醛基而實現(xiàn)，通過醛改性可以很容易地將納米纖維素轉(zhuǎn)化成高活性的交聯(lián)劑。殼聚糖及其衍生物擁有的最重要的特征之一就是其伯氨基團豐富。來自羧甲基殼聚糖的氨基團可以與聚合物的醛基團反應(yīng)形成動態(tài)且可逆的席夫堿鍵，它易于破碎和重新成形，使水凝膠實現(xiàn)快速自愈?？紤]到羧甲基殼聚糖中存在豐富的氨基團和醛基納米纖維素?fù)碛休^大的比表面積和大量的活性醛基，從而假定由羧甲基殼聚糖和醛基納米纖維素組成的自愈合水凝膠能夠迅速成形，并且其在生理條件下發(fā)生斷裂后又可快速自愈合。此外，當(dāng)其被浸入水性體系中時，水凝膠中的醛基納米纖維素可以起到支持和保護(hù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用。

本研究將改性的雙醛基納米纖維素與羧甲基殼聚糖相結(jié)合，通過二者之間的席夫堿反應(yīng)來形成動態(tài)亞胺鍵，從而制備出納米纖維素自愈合水凝膠的過程。選用氨基或醛基化改性修飾過的生物質(zhì)大分子來作為交聯(lián)劑的席夫堿反應(yīng)來構(gòu)筑自愈合水凝膠體系，可以避免用戊二醛、乙二醛等小分子交聯(lián)劑反應(yīng)時產(chǎn)生的生物毒性。同時，亞胺鍵的動態(tài)化學(xué)平衡可以使得材料對外界的環(huán)境具有多重響應(yīng)性，從而將之應(yīng)用于開發(fā)新型的智能水凝膠，滿足不同的應(yīng)用需求，在細(xì)胞治療及通過刺激響應(yīng)性藥物來靶向傳送載體等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。該方法使用的原料為天然高分子聚合物，無毒無害，易降解可再生，其制作過程簡便，條件溫和，能耗低，效率高，成形迅速，環(huán)境污染少，且產(chǎn)品性能優(yōu)良、化學(xué)品的用量少，是制備自愈合水凝膠的較好方法之一。

1 實驗部分

1.1 原料與試劑

漂白竹纖維(α-纖維素含量≥94%)，購自福建省南紙股份有限公司；高碘酸鈉(分析純)，濃硫酸(分析純)，乙二醇(分析純)，購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司；羧甲基殼聚糖(取代度>80%)，購自阿拉丁試劑(上海)有限公司。

1.2 醛基納米纖維素的制備

用高速多功能粉碎機打碎竹漿，直至纖維素漿料呈粉末狀均勻分散，然后放置在60 ℃的烘箱內(nèi)烘干以備用。往4個重量基本相等的球磨罐中均各加入2 g絕干竹漿、1 g高碘酸鈉以及25 ml提前配好的pH=4.0的硫酸溶液。將這4個球磨罐分別用保鮮膜密封好后以對角線質(zhì)量對等的放法放入球磨機中，在轉(zhuǎn)速為500 rad·min-1的條件下進(jìn)行3 h的球磨，然后再分別往4個罐中加入2 g高碘酸鈉，繼續(xù)在同樣轉(zhuǎn)速下再球磨3 h。球磨結(jié)束后用去離子水將所有混合漿液沖洗到燒杯中，再加入25 ml乙二醇溶液并遮光攪拌12 h，以徹底分解剩余的高碘酸鈉。用去離子水配合高速離心機反復(fù)洗滌至上清液呈中性后，再次利用超聲波細(xì)胞粉碎儀對樣品進(jìn)行一段時間的超聲處理，最后于5 000 rad·min-1的條件下多次離心收集上層懸浮液，并對懸浮液進(jìn)行濃縮處理，即得到雙醛納米纖維素。對其進(jìn)行固含量測定，結(jié)果表明，制得的雙醛納米纖維素的固含量為5.86%。

圖2 醛基納米纖維素制備流程圖Fig.2 Aldehyde-based nanocellulose preparation flow chart

1.3 納米纖維素自愈合水凝膠的構(gòu)建

首先需將粉末狀的羧甲基殼聚糖溶解于水并按比例配制成一定濃度的溶液。再將制備好的醛基納米纖維素加入水進(jìn)行充分溶解，因制備的醛基納米纖維素溶液濃度較低，故應(yīng)盡量提高殼聚糖溶液的濃度以降低凝膠含水率，但濃度過高則會導(dǎo)致殼聚糖溶液流動性差，不利于反應(yīng)的進(jìn)行，因而需配制適當(dāng)濃度的殼聚糖溶液。本實驗中選擇配制6%、7%、8%的羧甲基殼聚糖溶液。取適量制得的醛基納米纖維素溶液分別與這3種不同濃度的羧甲基殼聚糖溶液均按照1∶5、1∶6、1∶7、1∶8的比例進(jìn)行混合，攪勻后迅速倒入模具中，3～4 s即可成形。

2 分析表征

2.1 樣品形貌分析

采用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)來觀察及分析制備的水凝膠樣品的微觀形貌。使用液氮將制備的水凝膠樣品冷凍后用錘子敲碎，隨后放入冷凍干燥機中將其進(jìn)行冷凍干燥，待干燥完畢后取出并馬上在其顆粒表面噴鉑，然后用場發(fā)射掃描電鏡對樣品水凝膠的內(nèi)部形貌進(jìn)行檢測觀察。

采用透射電子顯微鏡來掃描觀察醛基納米纖維素的微觀形貌。用乙醇將制備的雙醛基納米纖維素懸浮液進(jìn)行稀釋，然后超聲15 min，再用膠頭滴管取一滴超聲完的分散液滴在覆有碳膜的掃描電鏡樣品網(wǎng)格上，在40 ℃條件下干燥后進(jìn)行觀察。

2.2 壓縮性能測試

根據(jù)GB/T 1041-92標(biāo)準(zhǔn)，對基于動態(tài)共價鍵作用的納米纖維素自愈合水凝膠樣品進(jìn)行壓縮應(yīng)變及壓縮強度的測試。將水凝膠制成高度為8 mm，直徑為15 mm圓柱狀，在25 ℃的條件下，在萬能試驗機上以20 mm·min-1的速度進(jìn)行測試，每個濃度配比的水凝膠樣品均測試4次取平均值。

2.3 紅外光譜分析

采用KBr壓片法對制備的樣品進(jìn)行傅里葉變換紅外光譜分析。進(jìn)行分析前先用冷凍干燥機對樣品進(jìn)行冷凍干燥，待樣品干燥到能順利進(jìn)行研磨的程度后，用瑪瑙研缽將樣品與KBr粉末以1∶100的質(zhì)量比混合研磨至粉末狀，然后壓片進(jìn)行測試。波數(shù)范圍設(shè)定為4 000～400 cm-1，儀器的分辨率為4 cm-1，掃描頻率為32 次·s-1。

2.4 XRD分析

采用Ultima IV型X射線粉末衍射儀(XRD)來檢測樣品水凝膠粉末的晶體結(jié)構(gòu)。檢測時設(shè)置參數(shù)為：Cu-Ka射線，鎳片濾波，管電壓40 kV，掃描范圍2θ=5°～60°(θ為衍射角)，掃描速度0.02°·s-1。結(jié)晶度(XC)的計算公式如下：

結(jié)晶度(XC)=AK/(AK+AA)×100%

其中，AK指的是(002)峰的峰面積，即晶區(qū)面積；AA為無定形區(qū)面積；總面積=AK+AA。

2.5 TG分析

采用TG 209 F3型熱重分析儀對樣品水凝膠粉末進(jìn)行熱穩(wěn)定性分析。分析過程選用氮氣為保護(hù)氣，測試時將5 mg樣品粉末放在氧化鋁坩堝內(nèi)，設(shè)置溫升速率為10 K·min-1，溫度范圍為25 ～700 ℃。

3 結(jié)果與討論

3.1 形貌分析

圖3為不同殼聚糖溶液濃度制備的雙醛基納米纖維素與殼聚糖質(zhì)量比為1∶8的復(fù)合水凝膠切面電鏡圖。由圖3可以看出，3種不同殼聚糖濃度的水凝膠都呈現(xiàn)出復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)，這是由水凝膠內(nèi)所含水分經(jīng)冷凍干燥后所呈現(xiàn)。相較于殼聚糖溶液濃度為6%的水凝膠的電鏡圖，殼聚糖溶液濃度為7%的水凝膠的電鏡圖中的孔隙較小，而且大部分的孔徑也隨著水凝膠中殼聚糖濃度的增大而減小，但二者的孔隙分布都較不均勻；而殼聚糖溶液濃度為8%的水凝膠的電鏡圖中的孔隙則更小，且分布整體均勻(圖3)。觀察水凝膠斷面的不規(guī)則孔隙結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明水凝膠的孔洞結(jié)構(gòu)可能與其內(nèi)部的動態(tài)共價鍵有著緊密的聯(lián)系?；瘜W(xué)交聯(lián)的水凝膠中的席夫堿鍵增大了網(wǎng)絡(luò)密度，也提供了更多分子間作用力以形成更多交聯(lián)點，而這些交聯(lián)點又反過來影響了該水凝膠的孔隙結(jié)構(gòu)、孔徑以及分布等[8]。

圖3 在原料配比為1∶8下，殼聚糖濃度不同的水凝膠斷面的掃描電鏡圖Fig.3 Scanning electron micrograph of hydrogel section with different chitosan concentrations at a raw material ratio of 1∶8

圖4中展示的是雙醛納米纖維素以及未改性的納米纖維素在透射電子顯微鏡下的微觀形貌。由圖4中可以看出：未改性的納米纖維素呈短棒狀，但由于羥基之間強烈的形成氫鍵作用的趨勢，納米纖維素之間相互結(jié)合呈束狀聚集，易產(chǎn)生自團聚現(xiàn)象。而相較于未改性的納米纖維素，雙醛基納米纖維素則較少呈現(xiàn)出聚集狀態(tài)，這是由于改性后的醛基納米纖維素分子間的氫鍵作用力有所減弱從而減少了側(cè)向聚集，有助于其與羧甲基殼聚糖分子中的氨基反應(yīng)構(gòu)成席夫堿鍵。改性后的雙醛納米纖維素的樣貌呈現(xiàn)出扁平的棒狀結(jié)構(gòu)，它的尺寸與樣貌都沒有因為通過高碘酸鈉改性而發(fā)生改變。

圖4 納米纖維素的透射電鏡圖Fig.4 Transmission electron micrograph of nanocellulose

3.2 壓縮性能測試

該納米纖維素自愈合水凝膠的壓縮性能采用應(yīng)力-應(yīng)變曲線的形式體現(xiàn)。如圖5所示，對比不同羧甲基殼聚糖濃度以及不同配比對水凝膠壓縮性能的影響。在圖5(a)中，同樣是6%的羧甲基殼聚糖溶液原料，配比為1∶7時水凝膠的壓縮模量最大，抗壓性能最好，1∶8配比的水凝膠次之，最差的是1∶6的配比；而圖5(b)、圖5(c)中在同等羧甲基殼聚糖原料濃度條件下，在配比為1∶8時其壓縮模量均最大。該數(shù)據(jù)體現(xiàn)了在羧甲基殼聚糖原料濃度相等的情況下增加水凝膠中的羧甲基殼聚糖含量有助于提高水凝膠的抗壓強度。在圖5(d)中，對比同配比不同羧甲基殼聚糖原料濃度的水凝膠的壓縮性能可發(fā)現(xiàn)壓縮模量的大小為：8%殼聚糖濃度>7%殼聚糖濃度>6%殼聚糖濃度。這說明水凝膠中含水量的降低有利于其抗壓強度的提升。壓縮強度的提升可歸結(jié)于分子內(nèi)部動態(tài)亞胺鍵的增強，氨基和醛基的化學(xué)交聯(lián)使得凝膠內(nèi)形成緊密的交聯(lián)點，從而增強水凝膠的抗壓能力。

圖5 不同殼聚糖和原料配比的水凝膠的壓縮曲線Fig.5 Compression curve of hydrogel with different concentration of chitosan solution at different ratio of raw material

3.3 產(chǎn)物結(jié)構(gòu)分析

圖6 原料配比為1∶8情況下不同殼聚糖溶液濃度的水凝膠以及殼聚糖原料的FTIR譜圖Fig.6 FTIR spectra of chitosan and hydrogels with different concentrations of chitosan solution at a raw material ratio of 1∶8

圖6為各個不同濃度配比的納米纖維素自愈合水凝膠、醛基納米纖維素和羧甲基殼聚糖原料的FTIR譜圖。分析羧甲基殼聚糖原料的FTIR譜圖可知，在1 024 cm-1和1 068 cm-1處的峰是殼聚糖的-CO伸縮振動峰，在1 600 cm-1和1 419 cm-1處的峰是-COO的不對稱和對稱的伸縮振動峰，而在3 400 cm-1處的寬峰則是氨基的伸縮振動和羥基的伸縮振動重疊的峰。而在水凝膠的FTIR譜圖中：在1 068 cm-1及1 160 cm-1處的峰分別為纖維素中-CO的伸縮振動和-CC骨架的伸縮振動[9]，在3 443 cm-1、2 926 cm-1以及1 626 cm-1處的峰則對應(yīng)-OH的伸縮振動、亞甲基的-CH伸縮振動和-COO的伸縮振動峰，在1 328 cm-1和1 420 cm-1處則對應(yīng)-CN的彎曲振動和-CH3的對稱變形，而在1 670 cm-1處出現(xiàn)的新的吸收峰則是-CN的伸縮振動峰。對比水凝膠的吸收峰與殼聚糖的吸收峰可發(fā)現(xiàn)：水凝膠在3 443 cm-1處的峰變得窄且弱，而在1 670 cm-1處出現(xiàn)了新的吸收峰，這是由于雙醛納米纖維素的醛基與羧甲基殼聚糖的氨基之間發(fā)生了席夫堿反應(yīng)生成動態(tài)亞胺鍵，從而導(dǎo)致氨基的伸縮振動峰消失。

3.4 晶體結(jié)構(gòu)分析

圖7 原料配比為1∶5情況下不同殼聚糖溶液濃度的水凝膠以及殼聚糖原料的XRD譜圖Fig.7 XRD patterns of chitosan and hydrogels with different concentrations of chitosan solution at a raw material ratio of 1∶5

圖7為各個不同濃度配比的納米纖維素自愈合水凝膠和殼聚糖原料的XRD譜圖。由圖7可知，殼聚糖在2θ=10.7°及20.8°時出現(xiàn)了較強的衍射峰，而水凝膠則在2θ=22.3°時出現(xiàn)較強的衍射峰，其主要為納米纖維素的特征峰。殼聚糖在10.7°的特征峰之所以在與雙醛納米纖維素反應(yīng)形成水凝膠后消失，是因為羧甲基殼聚糖中的氨基與雙醛納米纖維素中的醛基發(fā)生了席夫堿反應(yīng)構(gòu)成了動態(tài)亞胺鍵，從而導(dǎo)致其晶體結(jié)構(gòu)遭到破壞，使衍射峰消失。按公式計算可得：殼聚糖的結(jié)晶度為63.0%，6%殼聚糖濃度、配比為1∶5的水凝膠的結(jié)晶度為17.7%，7%殼聚糖濃度、配比為1∶5的水凝膠的結(jié)晶度為16.3%，8%殼聚糖濃度、配比為1∶5的水凝膠的結(jié)晶度為15.8%。分析結(jié)晶度可知水凝膠中殼聚糖及纖維素含量越多其結(jié)晶度越小。這是因為有更多的殼聚糖中的氨基與雙醛納米纖維素中的醛基發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，使得羧甲基殼聚糖的晶體結(jié)構(gòu)被破壞得更加徹底，分子間的氫鍵也被破壞更多[10]。

3.5 熱穩(wěn)定性分析

圖8為各個不同濃度配比的納米纖維素自愈合水凝膠和羧甲基殼聚糖原料的TG譜圖。分析圖8(a)可發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度小于100 ℃時，水凝膠和殼聚糖的質(zhì)量也有一定幅度的下降，這是因為樣品受熱而導(dǎo)致了水分的揮發(fā)，因而樣品質(zhì)量有所下降。而在圖8(b)中，羧甲基殼聚糖原料受熱而發(fā)生分解的起始溫度為99.0 ℃，受熱分解最大速率在270.7 ℃，分解終止溫度為563.0 ℃，受熱分解導(dǎo)致的質(zhì)量損失為46.99%。配比為1∶8，殼聚糖濃度為6%、7%、8%的水凝膠的起始分解溫度分別為99.6 ℃、110.3 ℃、103.0 ℃，受熱分解最大速率分別處于272.8 ℃、282.5 ℃、282.5 ℃，終止分解溫度為550.1 ℃、603.8 ℃、521.2 ℃，受熱分解導(dǎo)致的質(zhì)量損失為47.59%、48.91%、47.70%[11]。分析以上數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)：羧甲基殼聚糖的發(fā)生熱分解的起始溫度低于水凝膠發(fā)生熱分解的初始溫度溫度，且當(dāng)二者的熱分解速率均最大時，殼聚糖的溫度也是低于水凝膠的溫度，這主要是由于改性后的雙醛納米纖維素和羧甲基殼聚糖之間的化學(xué)交聯(lián)作用提高了水凝膠的熱性能，其熱穩(wěn)定性會隨著交聯(lián)度的增大而提升[12]。

圖8 原料配比為1∶8時殼聚糖濃度不同的水凝膠和羧甲基殼聚糖的TG圖Fig.8 TG spectra of carboxymethyl chitosan and hydrogels with different concentrations of chitosan solution at a raw material ratio of 1∶8

3.6 水凝膠自愈合性能測試

宏觀上，采用自我修復(fù)測試來驗證該水凝膠的自愈合性能，過程如圖9所示。分別制備兩段同等濃度及配比的納米纖維素自愈合水凝膠，其中一段凝膠中加入Rhodamine B(羅丹明 B)作為指示劑。將兩段水凝膠各切掉一小段，然后將其切口對應(yīng)接觸，用保鮮膜將其封閉起來以隔絕外界影響，在室溫條件下放置1 h，會發(fā)現(xiàn)二者之間的缺口重新愈合[13]。如圖9所示，二者之間的顏色界限變得模糊，且4段凝膠均各自融合成有單一連接點的一段水凝膠。此外，重新自愈合后的水凝膠還可維持原有形狀，并在水中浸泡后不會發(fā)生分裂。且彎折自愈合后的水凝膠其缺口并不會裂開，這表明了該水凝膠擁有較強的自愈合能力[14]。

圖9 宏觀上的水凝膠自愈合性能的測試Fig.9 Macroscopic test of self-healing properties of hydrogels

圖10 自愈合前后的水凝膠的壓縮模量對比圖Fig.10 Comparison of compressive modulus of hydrogels before and after healing

圖10是對自愈合前后的水凝膠的壓縮模量進(jìn)行測試及比較的結(jié)果的柱狀圖。通過圖10中數(shù)據(jù)可知：6%羧甲基殼聚糖配比為1∶8、7%殼聚糖配比1∶8、8%殼聚糖配比為1∶8的水凝膠自愈合前后的壓縮模量的變化率分別為6.8%、3.7%、12.4%，三者的自修復(fù)效率分別為93.2%、96.3%、87.6%，其中殼聚糖溶液濃度為7%配比為1∶8的水凝膠的自修復(fù)效率最高，其自愈合性能最好[15]。總體來看，自愈合后水凝膠的壓縮模量相較自愈合前均有所降低，但變化并不大，均在13%以內(nèi)，說明該水凝膠的自愈合性能仍較為良好[16]。

4 結(jié)論

1)通過雙醛基納米纖維素的醛基和羧甲基殼聚糖的氨基之間進(jìn)行的席夫堿反應(yīng)形成動態(tài)亞胺鍵，從而構(gòu)筑的納米纖維素自愈合水凝膠，凝膠成形迅速，可在常溫條件下斷裂后又重新快速自愈合，并且當(dāng)該水凝膠被浸泡在水中時，水凝膠中的醛基納米纖維素成分可以起到支持和保護(hù)其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用，從而保證其不開裂。

2)水凝膠具有良好的抗壓性能和熱穩(wěn)定性，兩段水凝膠之間的缺口重新愈合，且愈合后其形貌基本維持不變，當(dāng)其浸入水中時也不會發(fā)生開裂，這表明了該水凝膠的自愈合能力較為良好。

3)該方法使用的原料為天然聚合物，無毒無害，易降解可再生，其制作過程簡便，條件溫和，能耗低，效率高，成形迅速，環(huán)境污染少，且產(chǎn)品性能優(yōu)良，化學(xué)試劑的用量少，是制備自愈合水凝膠的較好方法之一。