MWCNTs增强聚乙二醇-聚乙烯醇复合水凝胶的制备及性能

徐朝阳, 李健昱, 江向东, 周欢, 石小梅

徐朝阳, 李健昱, 江向东, 等. MWCNTs增强聚乙二醇-聚乙烯醇复合水凝胶的制备及性能[J]. 复合材料学报, 2017, 34(6): 1191-1198. DOI: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20160919.004
引用本文: 徐朝阳, 李健昱, 江向东, 等. MWCNTs增强聚乙二醇-聚乙烯醇复合水凝胶的制备及性能[J]. 复合材料学报, 2017, 34(6): 1191-1198. DOI: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20160919.004
XU Zhaoyang, LI Jianyu, JIANG Xiangdong, et al. Preparation and properties of MWCNTs reinforced polyethylene glycol-polyvinyl alcohol composite hydrogel[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2017, 34(6): 1191-1198. DOI: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20160919.004
Citation: XU Zhaoyang, LI Jianyu, JIANG Xiangdong, et al. Preparation and properties of MWCNTs reinforced polyethylene glycol-polyvinyl alcohol composite hydrogel[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2017, 34(6): 1191-1198. DOI: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20160919.004

MWCNTs增强聚乙二醇-聚乙烯醇复合水凝胶的制备及性能

基金项目: 国家自然科学基金(31300483);江苏省自然科学基金(BK20130971);江苏高校优势学科建设工程资助项目
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    通讯作者:

    徐朝阳,博士,副教授,硕士生导师,主要研究方向为生物质材料E-mail:zhaoyangxunjfu@hotmail.com

  • 中图分类号: TB332

Preparation and properties of MWCNTs reinforced polyethylene glycol-polyvinyl alcohol composite hydrogel

  • 摘要: 利用冻融循环法制备了羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs)/聚乙二醇(PEG)-聚乙烯醇(PVA)复合水凝胶。考察了不同质量配比下MWCNTs/PEG-PVA复合水凝胶的微观形貌变化,并研究了复合凝胶的溶胀性能、拉伸强度、热稳定及导电性能。结果表明,加入MWCNTs后MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶仍具有多孔的三维网状结构但孔径尺寸变小。当MWCNTs与PVA的质量比大于1.0:100时,MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的孔洞均匀性降低。随着MWCNTs量的增加,MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的溶胀度及拉伸强度均先升高后降低。当MWCNTs与PVA的质量比为1.0:100时,MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的溶胀度达到最大(1450%),孔隙率最高(75.8%),拉伸强度及断裂伸长率达到最大值,分别为0.97 MPa和384.0%。MWCNTs的加入提高了MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的热稳定性,MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的初始热分解温度从235℃上升至260℃;随着MWCNTs量的增加,MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的电导率从1.10×10-6 S/cm升高至 6.96×10-4 S/cm。
    Abstract: Carboxy-functionalized multi-walled carbon nanotubes(MWCNTs)/polyethylene glycol (PEG)-poly-vinyl alcohol (PVA) composite hydrogels were prepared by the freezing/thawing method. The microstructure, swelling property, tensile strength, thermal stability and conductivity of MWCNTs/PEG-PVA composite hydrogels with different mass ratios were studied. The results show that the MWCNTs/PEG-PVA hydrogel still has a porous 3D structure, but the pore size becomes smaller after the addition of MWCNTs. When the mass ratio of MWCNTs to PVA is larger than 1.0:100, the uniformity of the porous structure of the MWCNTs/PEG-PVA hydrogel decreases. With the increment of MWCNTs content, the swelling degree and tensile strength of the MWCNTs/PEG-PVA composite hydrogel increase first and then decrease. When the mass ratio of MWCNTs to PVA is 1.0:100, the swelling degree and porosity of the MWCNTs/PEG-PVA hydrogel reach the maximum (1450% and 75.8%, respectively). The tensile strength and elongation reach a maximum value of 0.97 MPa and 384.0%, respectively. The addition of MWCNTs improves the thermal stability of the composite hydrogel, and the initial thermal decomposition temperature of MWCNTs/PEG-PVA composite hydrogel increases from 235℃ to 260℃. With the increment of the amount of MWCNTs, the conductivity of the composite hydrogel increases from 1.10×10-6 S/cm to 6.96×10-4 S/cm.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-07-13
  • 修回日期:  2016-09-04
  • 刊出日期:  2017-06-14

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