殼聚糖-氧化石黑烯-聚乙烯醇三元復(fù)合水凝膠的制備及性能研究.pdf

1、純聚乙烯醇（PVA）水凝膠因力學(xué)性能差、響應(yīng)單一等缺點使其應(yīng)用范圍受到了限制。為此，本文將氧化石墨烯（GO）作為納米填料引入純PVA水凝膠基體中，以提高純PVA水凝膠的力學(xué)性能。然后，在此基礎(chǔ)上將殼聚糖（CS）添加到GO/PVA復(fù)合水凝膠的基體中，提高復(fù)合水凝膠的pH敏感性，并成功制備了具有兩性pH敏感型的三元復(fù)合水凝膠。具體研究內(nèi)容如下：
　　通過物理交聯(lián)循環(huán)冷凍-解凍法，制備了GO/PVA復(fù)合水凝膠。XRD結(jié)果表明GO溶液與P

2、VA溶液攪拌混合后，使GO均勻分散在PVA基體中。SEM結(jié)果表明GO與PVA分子可以形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，隨著GO含量增大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的孔徑也逐漸增大。壓縮性能測試表明GO的引入可以明顯提高復(fù)合水凝膠的抗壓性能。當(dāng)GO含量為1wt％時，GO/PVA復(fù)合水凝膠的壓縮強度為0.72MPa，與純PVA水凝膠（0.22MPa）相比，增加了227%。同時，少量GO的添加，使復(fù)合水凝膠具有一定的pH敏感性；尤其是在堿性溶液中，復(fù)合水凝膠的平衡溶脹率提高較為明

3、顯。
　　為了提高pH敏感性，在GO/PVA復(fù)合水凝膠的基礎(chǔ)上釆用溶液混合及冷凍-解凍法制備了CS/GO/PVA三元復(fù)合水凝膠。將制備好的CS溶液、GO溶液、PVA溶液進行攪拌混合，獲得均勻的混合溶液；然后通過物理交聯(lián)循環(huán)冷凍-解凍法，制備了CS/GO/PVA三元復(fù)合水凝膠。XRD和SEM結(jié)果表明CS均勻分散在GO/PVA基體中，三者通過氫鍵作用形成雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。TGA曲線說明CS的引入可以提高復(fù)合水凝膠的熱分解溫度，增強其熱穩(wěn)定性

4、。當(dāng)CS含量為0.5wt%時，CS/GO/PVA三元復(fù)合水凝膠的分解溫度達到350℃，與GO/PVA復(fù)合水凝膠相比提高了90℃。力學(xué)性能測試表明，CS可以進一步提高復(fù)合水凝膠的力學(xué)性能。當(dāng)CS含量為1.5wt%時，CS/GO/PVA三元復(fù)合水凝膠的抗壓強度達到最大，壓縮強度為0.88MPa。與GO/PVA復(fù)合水凝膠相比，三元復(fù)合水凝膠提高了330%。與此同時，CS的引入使CS/GO/PVA三元復(fù)合水凝膠成為具有兩性pH敏感型的水凝膠，即