利用凍融循環(huán)并浸泡檸檬酸鈉的方法,制備了聚乙烯醇/殼聚糖(PVA/CS)復(fù)合水凝膠。通過FTIR、XRD,DSC和SEM表征了其結(jié)構(gòu)和形貌,并測(cè)試了其機(jī)械性能。結(jié)果表明,PVA單網(wǎng)絡(luò)水凝膠網(wǎng)孔尺寸在1.5～8.2μm,自由水含量為76.2%,有效交聯(lián)密度為0.0288 mol/L,抗拉和抗壓強(qiáng)度僅為0.2和1.4 MPa。而復(fù)合水凝膠由于氫鍵與離子鍵的協(xié)同交聯(lián)作用,其網(wǎng)孔尺寸和自由水含量分別降低至1.5μm和1.4%,有效交聯(lián)密度提高至0.4210 mol/L,抗拉和抗壓強(qiáng)度分別為9.3和16.6 MPa。同時(shí),該水凝膠還具有優(yōu)異的抗疲勞與耐溶脹特性,連續(xù)壓縮10次后水凝膠的抗壓強(qiáng)度和韌性分別為初始值的88.1%和84.3%,在去離子水中溶脹平衡后的抗拉強(qiáng)度高達(dá)4.3 MPa。

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【部分圖文】：

圖1PVA-CS-5-S水凝膠的合成示意圖

采用FT法[9]制備水凝膠前驅(qū)體。稱取1.00gPVA和不同質(zhì)量（0.03、0.05、0.07、0.10g）的CS加入9.00mL蒸餾水，90℃攪拌6h后將混合溶液轉(zhuǎn)移至模具中。將裝有混合溶液的模具在–20℃下冷凍8h，再將其置于20℃下解凍4h，凍融循環(huán)3次。以P....

圖2CS、PVA、PVA-CS-5和PVA-CS-5-S水凝膠的FTIR譜圖

采用FTIR表征了水凝膠的化學(xué)結(jié)構(gòu)，結(jié)果如圖2所示。由圖2可見，1090、1650、3375cm–1處分別為CS上C—O、C==O、O—H和N—H的伸縮振動(dòng)吸收峰[23]；而1090、2938、3382cm–1分別為PVA上C—O、C—H以及O—H的伸縮振動(dòng)吸收峰[24]。在....

圖3PVA-CS-5及PVA-CS-5-S水凝膠中聚合物、水以及Na3Cit的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

水凝膠機(jī)械性能受含水率、微觀結(jié)構(gòu)及交聯(lián)特點(diǎn)的影響[27-29]。因此，利用DSC、XRD和SEM分析了水凝膠的微觀結(jié)構(gòu)。首先，借鑒文獻(xiàn)方法[12,28]計(jì)算水凝膠浸泡Na3Cit前后各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化，結(jié)果見圖3。由圖3可知，PVA-CS-5水凝膠中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為89.1%，聚....

圖4PVA-CS-5和PVA-CS-5-S水凝膠的DSC曲線

水凝膠性能還與水狀態(tài)以及高分子鏈與水的相互作用有關(guān)[12,29]。利用DSC測(cè)試了水凝膠中自由水、非凍結(jié)水以及可凍結(jié)結(jié)合水的含量，結(jié)果見圖4。由圖4可見，PVA-CS-5水凝膠在1.2℃處只出現(xiàn)一個(gè)自由水的吸熱峰[29]，由式（2）計(jì)算出自由水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為67.4%，由總含水率減....

本文編號(hào)：3970074