水凝胶是一种经化学或物理交联而形成的新型交联聚合物,由于网络中含有大量的极性亲水基团,因此具有高含水量、高孔隙度和高离子渗透率等特点。此外,其内在构造方式和天然生物体结构相似,具有良好的生物相容性,在组织工程、可穿戴设备、水处理等领域都具有潜在的应用前景。然而,大多数水凝胶由于缺乏有效的能量耗散机制导致出现机械性能差,拉伸率低等问题,这严重限制了水凝胶的实际应用。本论文针对这些缺陷,结合含氟聚合物的特性对水凝胶进行了含氟改性及性能研究。在亲水网络中引入具有强疏水性的含氟单体来提供疏水缔合网络,并通过“一锅法”制备出力学性能优异的复合水凝胶材料,具体研究内容如下:(1)以聚乙烯醇(PVA)、丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)为主要原料,加入引发剂,交联剂以及表面活性剂,通过自由基聚合成功制备出氢键与疏水作用协同的高强度PVA-PAM-DFMA水凝胶。随后改变AM与PVA的比例、AM在体系中的占比以及DFMA的含量来调节水凝胶的机械性能以及内部结构。经拉伸、傅里叶红外光谱、紫外、静态接触角等表征方法,证明了加入DFMA后的水凝胶,其机械强度、抗疲劳性能、以及抗溶胀性均得到明显改善。当DFMA的含量从0变为500 ul时,耗散能、断裂能分别从2.61 k J/m~3、80900 k J/m~3增加至4.76 k J/m~3、124900 k J/m~3,溶胀率从810%减至427%。此外,我们通过扫描电镜(SEM)测试发现,添加了DFMA的水凝胶其内部孔径变小,数量增多,利用凝胶的多孔结构进行了染料吸附测试,测试结果表明,该凝胶对染料的吸附率可达到99.01%。(2)我们采取带异种电荷的聚电解质壳聚糖季铵盐(简写Qch,阳离子聚电解质)和聚丙烯酸(简写PAA,阴离子聚电解质)以及疏水单体甲基丙烯酸十二氟庚脂(DFMA)为主要原料,在表面活性剂的存在下进行自由基聚合,成功制备了静电和疏水作用相协同的水凝胶,该水凝胶具有优异的力学强度和抗疲劳性。除较好的力学优点外,该凝胶还具有导电性。通过应变-电阻测试,证明了其电导率能够随着应变的变化而改变,这意味着水凝胶在智能传感器和可穿戴电子设备领域具有应用潜力。此外凝胶自身的多孔结构具备良好的吸附作用,我们利用孔雀石绿模拟废弃染料,经测试该凝胶的吸附率可达97.6%。