1. 研究目的与意义
1 研究的目的及意义
纯PAAM水凝胶通常柔软易碎,力学性能较差,极易压缩破碎或拉伸断裂;本研究希望通过能在水凝胶体系中均匀分散的纳米纤维素(TOCNs)来协助导电填料(PPy)的有效分散,在原有凝胶骨架体系中搭建出连续的导电网络结构,致力于制备出电活性、机械强度和韧性兼具的PAAM纳米复合导电水凝胶。纳米纤维素既作为刚性纳米增强相,又起了协助分散作用,导电填料在提高PAAM水凝胶物理力学性能的同时,也赋予了其优异的导电性能。所制备的PAAM纳米复合导电水凝胶有望在电容器、传感器等领域发挥重大作用。2. 国内外研究现状分析
(详见文献综述)
3. 研究的基本内容与计划
3.1 tocn-cnt/paam导电水凝胶的制备
首先通过tempo/nabr/naclo体系氧化天然纤维素得到氧化纤维素,再将氧化纤维素经超声处理制得tempo-氧化纤维素纳米纤维(tocns),然而将碳纳米管加入与tocns混合均匀得到tocn-cnt混合溶液,再将其加入am单体和nmba水溶液中强力搅拌,在引发剂kps的作用下通过化学交联法制备tocn-cnt/paam复合导电水凝胶。
3.2 tocn-cnt-ppy/paam导电水凝胶的制备
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4. 研究创新点
(1)PAAM和PPy均为绿色环保原料,来源丰富,性能优良;将几种原料相互结合在一起,极大的发挥各自的优良特性,同时弥补了对方的性能缺陷。研究一种低成本,并具备较好的柔韧性和抗压强度的导电纳米复合材料,有望应用于柔性电子元件、压力传感器、电容器等领域。
(2)导电填料的加入除了赋予PAAM水凝胶优异的电学性能,也在一定程度上显著提高了其机械强度;同时结合纳米纤维素的纳米增强作用,对复合水凝胶的力学性能、热稳定性、柔韧性和电学性能都有了较大改善。
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