1. 研究目的与意义
水凝胶(hydrogel)是指亲水性高分子通过物理或化学交联而形成的,以水为分散介质,且具有三维网络结构的湿软水材料[1]。
由于水合作用,亲水基团将水分子束缚在凝胶网络中,所以水凝胶兼具固体和液体的双重性质。
在水中溶胀而不溶解,既能保有大量水分,又可以保持一定的形状[2-3]。
2. 国内外研究现状分析
纳米纤维素制备方面,2012年南京林业大学李媛媛等[36]人从原料和化学制备方面综述了制备纳米微晶纤维素的研究进展,并对纳米微晶纤维素制备及纳米微晶纤维素基功能材料的进一步发展应用进行了展望。
2007年华南理工大学叶代勇[37]为简述了纳米纤维素的化学基础, 介绍了3类纳米纤维素,重点综述了纳米纤维素的5种制备方法,讨论了各种制备方法的优点和缺点。
2002年中国科学院黎国康等[38]人通过硫酸水解棉短绒得到的纳米晶体纤维素i(ncc-i),再经1的naoh 处理后就可得到纳米晶体纤维素ii(ncc-ii)。
3. 研究的基本内容与计划
目前国内外相关研究尚属起步阶段,同时实现水凝胶材料的纳米增强及功能化无疑是一个前沿课题。
结合发展动态及存在问题,拟在以下几方面开展研究工作: (1) 分析胶体三维网络形成机理,以控制复合水凝胶性能为目的,从微结构调控的角度,调控 ncc物化性质,制备增强效果显著的ncc; (2) 优化已掌握的凝胶合成法,分析反应条件对凝胶性能的影响,进一步提高机械性能;分析 ncc的粒径尺寸、表面电荷、结晶度和水悬浮液浓度等性质对于胶体物理力学性能和动态流变性能的影响规律,通过调控ncc的制备条件及特性,二次制备理论上增强效果最为显著的ncc。
实验计划:a.在室温下将定量交联剂溶于不同ncc的水悬浮液,待交联剂完全溶解之后,在加热搅拌条件下加入定量 pva 粉末。
4. 研究创新点
1、是一种真正的可再生、环境友好、性能优越的新型材料; 2、复合材料的模量和强度都会随着纳米纤丝含量的增加而增强,当纳米纤丝含量增加到一定值时达到最大值。
3、让这种纳米纤维素在聚乙烯醇中实现纳米级分散,并与其形成牢固的界面结合,就形成了一种新型的纳米复合材料,对PVA 产生显著的补强作用;
