1. 研究目的与意义
研究碳纳米管和纳米纤维素对PVA水凝胶的增强作用，制备高性能的复合水凝胶以拓展其在生物医学及组织工程领域的应用。
2. 国内外研究现状分析
现在提取纤维素的方法主要有生物法、机械法和化学法。李萌用化学处理去除原料中的果胶、半纤维素和木质素,并且木质素被彻底消除,纤维素含量提高。lwamoto等以美国黑松制备的硫酸盐浆为原料，制备出了具有纳米尺寸的纤维素。Schadler等研究了碳纳米管/环氧树脂复合材料中的外场力传递,将5％多壁碳纳米管超声分散在环氧树脂中,制得复合物,研究表明虽然碳纳米管分布不均匀,但分散很好，碳纳米管在复合物中始终保持弯曲状态而且互相交织。张伟等研究了自然干燥和酒精脱水干燥对于干态PVA水凝胶在蒸馏水中2次溶胀性能的影响，结果表明，用酒精脱水干燥的PVA水凝胶的2次溶胀度大于在室温自然干燥的PVA水凝胶的2次溶胀度，结果表明，经过1次溶胀的PVA水凝胶在2种干燥下的2次溶胀度都大于未经过1次溶胀的PVA水凝胶的2次溶胀度。Tong等将用混酸处理过的碳纳米管加入到聚乙烯醇中制备混合凝胶,实验表明其溶胀性比原始的聚乙烯醇凝胶有明显增强。谭珏等采用叠层复合与物理相分离的方法制备了层状纳米细菌纤维素膜/聚乙烯醇复合水凝胶，研究了制备条件对复合水凝胶力学性能的影响，通过扫描电镜观察了复合水凝胶中BC膜层与PVA界面结合的情况，结果表明,复合水凝胶的力学性能和PVA的质量百分数以及BC膜含水量、BC膜的层数还有制备条件有关，PVA质量百分数高,流动性就会变差,导致界面结合差,复合水凝胶力学性能下降。尹静波等发明了一种生物可降解水凝胶及其制备方法，原材料由羧甲基壳聚糖、羟乙基纤维素和水构成，将羧甲基壳聚糖和羟乙基纤维素分别配制成不同浓度的溶液，再取两种大分子溶液进行混合，室温下干燥至恒重，得到物理交联水凝胶，制备过程简单并且无杂质和毒副作用。张芸对PVA水凝胶的溶胀性进行了研究，测定了水凝胶的溶胀率，发现随着介质温度升高，水凝胶的溶胀速率变快，平衡溶胀比增加。目前PVA水凝胶常用的改性方法有化学改性法、物理共混法、与无机填料或有机小分子复合、与生物活性分子的复合，高永康将水溶性聚乙烯醇与多糖高分子以化学或物理方式相结合,再经冷冻-解冻过程形成物理交联水凝胶，配制不同比例的羧化淀粉与PVA的复合物理水凝胶,增强了组分间相互作用,降低复合物理凝胶的结晶度,从而提高了凝胶的再溶胀性，以牛血红蛋白为模拟药物,对其释放性能进行研究，结果表明,CMC/PVA复合凝胶可用作水溶性蛋白质药物的载体。
3. 研究的基本内容与计划
MWCNTs/CNF/PVA复合凝胶的制备及性能研究，采用无毒环保的物理交联法制备复合水凝胶，并以碳纳米管和纳米纤维素为增强材料对水凝胶的力学，热力学及溶胀性进行改性。
4. 研究创新点
通过改善加工条件制备出纳米纤维素，针对传统PVA复合水凝胶的缺点，加入了碳纳米管和纳米纤维素作为增强材料，通过它们不同比值对复合水凝胶的影响，探究碳纳米管和纳米纤维素对PVA水凝胶的增强作用。
