1. 研究目的与意义
通过化学机械法制备CNC/PVA复合水凝胶，对水凝胶粘弹性能进行研究。PVA水凝胶是一种典型的粘弹性材料和超强吸水性材料，通过对其粘弹性及其他性能特点的研究有利于水凝胶在生物医药、食品工业等领域的发展应用，为其在医学领域应用奠定基础。
2. 国内外研究现状分析
由于其丰度、高强度和刚度、低体重和生物降解能力,纳米纤维素纤维材料(如。,微有原纤维的纤维素和细菌纤维素)作为有前途的候选人为生物纳米复合材料生产。这种新型高价值材料的主题继续研究和商业上有趣的新产品从纸浆和造纸工业和农业部门。纤维素纳米纤维可以从各种植物来源和提取,虽然植物纤维的机械分离成更小的基本成分通常需要高能量输入,化学和/或酶纤维预处理已经开发来克服这个问题。挑战与使用纳米纤维素复合材料的缺乏与疏水性聚合物的兼容性和各种化学改性方法研究为了解决这个障碍。本文总结纳米纤维素制备的研究进展,尤其关注微有原纤维的纤维素,还讨论了最近的进展基于纳米纤维素在生物纳米复合材料制造。
PVA水凝胶的弹性模量随交联剂硼酸用量的增加而增大，最后逐渐平稳，并略有下降。这是因为硼酸用量少时，聚乙烯醇不能充分交联，溶解在水中多余的聚乙烯醇无法发挥作用，形成的聚合物分子网络疏松，承载量小#随着交联剂用量的增加，聚乙烯醇可以充分交联，得到的聚合物分子网络结合紧密，空间结构强，故其弹性模量大。后期弹性模量值略有下降，因为此时水凝胶的交联强度过大，形成的网络结构致密，水分子无法大量进入，弹性变差，故存在交联剂的最佳用量值。硼酸与PVA的比例控制在10%左右所制得的PVA水凝胶弹性模量最佳，即水凝胶的弹性最好。
聚乙烯醇/膨润土杂化水凝胶的力学性能和溶胀行为研究中，膨润土是一种由层状硅酸盐组成的粘土矿物，属于蒙脱土的一种。与其他层状硅酸盐相比，膨润土在水中具有极好的溶胀性，可以均匀地分散在水溶液中。膨润土的这种特性可以制备剥离型的聚合物/膨润土纳米复合材料。在PVA水凝胶中添加膨润土是为了改善水凝胶的力学性能。利用冷冻-解冻的方法制备PVA/膨润土杂化水凝胶，由于膨润土在水中具有很好的溶胀性，最终以剥离型结构分散在水凝胶基体中，从而使杂化水凝胶的力学性能得到明显改善。经过5个冷冻解冻循环制备的杂化水凝胶样品的力学性能超过7个循环的纯PVA水凝胶，接近10个循环的纯PVA水凝胶的性能，而且溶胀性与5个循环的纯PVA水凝胶相当。以上结果说明，添加膨润土可以在保证原有水凝胶溶胀性的前提下，明显改善水凝胶的力学性能，这将扩大PVA水凝胶在生物医用材料领域的应用范围。
3. 研究的基本内容与计划
内容：pva水凝胶粘弹性能研究。水凝胶的制备方法主要有物理交联法、化学交联法和辐射交联法。此次毕业设计中，通过化学机械法制备pva复合水凝胶，研究其制备过程，以及不同方法、温度、反应时间、反应物浓度等因素对水凝胶粘弹性、溶胀性等性能的影响。探究其毒性低、机械性能优良(高弹性模量和高机械强度)、吸水量高和生物相容性好等优点在各个领域的应用。
计划：（1）2014年11月份收集资料，查阅文献，为开题做准备。
（2）2014年12月份结合掌握的内容拟定实验方案。
4. 研究创新点
本课题的创新之处在于，探究了制备CNC/PVA复合水凝胶的最佳工艺条件，为水凝胶的利用指明了新方向，推动了PVA复合水凝胶的研究和发展，为其在医学领域的应用奠定了基础。
