聚丙烯酰胺基三元納米復(fù)合水凝膠的設(shè)計、制備與性能研究.pdf

1、水凝膠是由聚合物分子鏈通過化學(xué)鍵或物理作用力相互交聯(lián)形成的高含水的矩陣網(wǎng)絡(luò)。因其具有良好的生物相容性以及優(yōu)異的形變性與靈活的機動性，從而使得它在醫(yī)學(xué)，智能設(shè)備，工業(yè)等領(lǐng)域有著巨大的潛在應(yīng)用價值。然而，傳統(tǒng)的水凝膠由于缺乏有效的能量消散機制，往往表現(xiàn)出機械性能低，穩(wěn)定性差等缺點，這些極大的限制了它的實際應(yīng)用。因此，如何設(shè)計出能夠顯著提高水凝膠韌性及機械穩(wěn)定性的策略成為目前水凝膠領(lǐng)域的研究重點。另外，目前雖然有許多新型的功能化水凝膠相繼的被

2、報道出來，但是，大部分的凝膠還存在著不具備和人體組織一樣的特殊的各向異性結(jié)構(gòu)以及存在著溶脹速率極低的缺點。這些缺點嚴(yán)重了地阻礙了它們在一些領(lǐng)域的實際應(yīng)用的進程。
　　針對以上幾大缺點，本文在前人研究基礎(chǔ)上，分別借助于仿生學(xué)手段以及單取向冷凍技術(shù)設(shè)計了兩種巧妙的制備方法并成功的構(gòu)建出高韌性，耐撕裂PAM/GO/XNW三元納米復(fù)合水凝膠以及具有各向異性結(jié)構(gòu)，快速吸水性能的PAM/CNF/Au三元納米復(fù)合水凝膠。并對它們的性能進行了研究

3、。具體而言，本論文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)由石墨烯/硬硅鈣石納米線協(xié)同增強的三元納米復(fù)合水凝膠的制備與性能研究
　　以石墨烯片與硬硅鈣石納米線為交聯(lián)劑，丙烯酰胺為單體，我們借助仿生學(xué)手段制備聚丙烯酰胺/石墨烯/硬硅鈣石(PAM/GO/XNW)三元復(fù)合水凝膠。通過掃描、透射，紅外等表征手段對石墨烯和硬硅鈣石納米線進行表征。利用拉伸試驗以研究不同比例的石墨烯與硬硅鈣石對水凝膠機械性能的影響。
　　(2)碳纖維/金納米