纳米纤维素/聚丙烯酸⁃聚丙烯酰胺双网络导电水凝胶的合成与表征

摘要：

将AA(丙烯酸)和AM(丙烯酰胺)单体通过自由基聚合及物理交联构建PAAAM(聚丙烯酸?聚丙烯酰胺)水凝胶的基本骨架,再将TEMPO(2,2,6,6?四甲基哌啶?1?氧基)纳米纤维素?石墨烯(TOCN?GN)纳米导电复合物作为纳米增强相均匀分散到水凝胶基体中,通过Fe3+物理交联水凝胶中的羧基形成离子配位键,建立更加紧密的交联网络,合成双重物理交联TOCN?GN/PAAAM复合水凝胶.TOCNs起到了纳米增强和协助分散GN的双重作用,而GN在提高力学性能的同时,也赋予水凝胶优异的导电性能.通过对复合水凝胶的化学结构、微观形貌、力学强度和导电性能等分析发现:当TOCNs的质量分数为2.0％,GN的质量分数为0.7％,Fe3+浓度为0.10 mol/L时,导电水凝胶的综合性能最佳,如良好的抗压强度(2.15 MPa)、可拉伸性(当断裂伸长率为568.4％时,拉伸应力到达132.0 kPa)、优异的自恢复性能和抗疲劳能力(60 min内恢复效率高达92.1％).由于GN和Fe3+的存在,TOCNs可协助GN形成良好的导电通路,电导率可达2.49 S/m.此类复合导电水凝胶有望在可穿戴传感设备领域得以应用.

关键词：纳米纤维素、双网络、物理交联、导电水凝胶、石墨烯

所属期刊栏目：5

分类号：S785;TQ352(森林采运与利用)

资助基金：国家自然科学基金;江苏省自然科学基金"优青"项目;江苏省"333工程"项目;江苏省"青蓝工程"项目2019

在线出版日期：2020-07-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：93-100