背景意义：

聚合物水凝胶是由化学交联键或物理作用力形成的三维网络聚合物，其特性是能够吸收溶剂水而溶胀。高分子水凝胶由于其作为智能生物材料和医用价值的重要价值，近年来已成为材料领域的研究领域之一，聚乙烯醇(PVA)因其良好的生物相容性，而日益成为一种理想的生物医用材料，如人造软骨，人造肌肉和人造眼球玻璃体，近年来，尤其PVA水凝胶在生物医学领域里的应用愈来愈受到人们的重视。目前人们生活水平在不断提高，医疗事业必将有更大的发展。聚乙烯醇作为一种无毒无害的水溶性高分子材料，在今后将起到重要的作用。而PVA水凝胶需要解决的问题主要有：含水量高时的力学性能（如弹性模量和拉伸强度等）的提高，长久的保水性和优良的光学性能等。这需要对PVA水凝胶交联网络结构、保水的机理有深入地研究，找到微观结构和宏观性能的关系。

国内外研究现状 ：

水凝胶可定义为在水中能够溶胀并保持大量水分而又不能溶解的交联聚合物。亲水的小分子能够在水凝胶中扩散。水凝胶具有良好的生物相容性，自20世纪40年代以来，有关水凝胶的合成、理化性质以及在生物化学、医学等领域中的应用研究十分活跃。PVA水凝胶的应用非常广泛：在医学领域可以用作药物释放载体和软骨组织修复替代品以及人造肌肉；生态工程上作为解冻土壤的增强材料；微生物学上用作细胞和细菌的载体；渔业上作为人造诱饵；食品工业上用作冷冻食品的保护膜以及日常用品方面的蓄冷介质、电池隔膜、树脂等。PVA水凝胶的制备及其应用研究已开展多年，日本等国家在某些领域已经开始了实际应用，但离大规模商业生产还缺乏一些技术关键的突破。例如水凝胶的力学强度还还不尽如人意；同时产品的尺寸和外型的稳定性控制仍有较大的困难，存在一些技术问题；特别是对于水凝胶的微观结构的研究方面仍有很多模糊不清的迷点，表征手段还有待于改进，这些都将成为今后PVA水凝胶发展研究的重点。

PVA水凝胶的制备方法主要分为物理交联法（冷冻-熔融法与冷冻真空脱水法）与化学交联法（化学试剂交联与辐射交联）两种。

冷冻-熔融法：将一定浓度的PV0A水溶液在-10~-40 度冷冻一天左右，再在室温下解冻1~3h，即形成物理交联的PVA水溶液。具有一定的力学强度和良好的弹性，常温下在水中只能被溶胀不能被溶解，将其反复冷冻，解冻几次后，就可能使其物理性能和机械性能等有很大的改善。

冷冻真空脱水法：是将PVA水溶液冷冻后置于真空（0.294~0.784MPa）下脱去百分之十至百分之二十的水，所得到的水凝胶的性能类似于冷冻-熔融法。两者共同点：分子链间通过氢键和微晶区形成三维网络，即物理交联点，这些交联点随着温度等外界条件的变化而变化。

化学试剂交联法：采用化学交联剂，在一定条件下使PVA分子链之间进行化学交联从而形成水凝胶。其交联方式有两种：共价键和配位键。在共价键形成中化学交联剂主要有：戊二醛、硼酸、环氧氯丙烷等，而配位键形成中主要是PVA水溶液与二价金属盐络合形成不溶于水的凝胶，这种凝胶能够稳定存在。其共同点是PVA分子链间靠共价键与配位键交联形成三维网络，与物理交联法制得的PVA水凝胶不同的是将所形成的水凝胶加热到一定温度，水凝胶不会熔融变成水溶液。

辐射交联法：只要是利用射线、电子束、X光及紫外线等直接辐射PVA水溶液，或辐射用物理交联法制得的PVA水凝胶。特点是因其交联过程不需要加任何添加剂就可以达到交联的目的，故所得的PVA水凝胶纯度高，光学透明度好。

现在中国正处于飞速发展的时期，人们生活水平也在不断提高,医疗事业必将有更大的发展。聚乙烯醇作为一种无毒无害的水溶性高分子材料，在今后的应用中将起到重要的作用。到目前为止，中国PVA的商品牌号仅有几十种，品种也比较单调,度只能控制在500~2 500，醇解度只能控制在80%~99%。在美国、日本等国家中，PVA的商品牌号有300多种，聚合度能控制在100~8 000,醇解度能控制在50%~99%。不难看出，中国的PVA行业和国外先进水平相比,存在较大的差距。因此，加快对聚乙烯醇的研究与开发，改善其性能，是中国同行们今后工作的重点和方向。本课题针对聚乙烯醇双重水凝胶进行一系列制备及结构属性表征研究，着重研究聚乙烯醇双重水凝胶在自愈性能方面的最佳制备条件。