Unveiling the Compression Mechanical Properties of AMPS–APTAC–DMAAm Terpolymeric Hydrogels

Gels, 2025

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/gels11120941
Достоверность данных 85 высокая
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

Polyampholyte hydrogels are promising for load-bearing biomedical applications, but the link between composition and compression behavior remains unclear. In this study, we investigate how initial monomer concentration and a neutral comonomer influence swelling and mechanical properties in AMPS–APTAC networks. Terpolymeric AMPS–APTAC–DMAAm hydrogels were prepared with monomer concentrations from 1 to 2 M, MBAAm levels from 1 to 5 mol%, and DMAAm fractions from 0 to 0.16. Swelling was measured in water. Unconfined compression tests at 3 mm·min−1 provided stress–strain curves, Young’s modulus (E), fracture stress (σf), fracture strain (εf), and toughness (W) up to 99% strain. Increasing the monomer concentration produced denser networks, lower swelling, and higher stiffness. For C2M1, E reached 35.4 kPa, σf reached 0.8 MPa, εf was 82%, and W was 65.6 kJ·m−3. Adding DMAAm strengthened the gels through reversible associative interactions. At z = 0.06, σf increased to 4.28 MPa and W to 196.0 kJ·m−3. At z = 0.16, E increased to 103.0 kPa, while σf was 2.34 MPa and W was 191.6 kJ·m−3. Swelling decreased when monomer or crosslinker content increased. These results show that monomer concentration and DMAAm-mediated associations act as separate design variables that can be tuned to optimize stiffness, strength, and toughness in AMPS–APTAC polyampholyte hydrogels.