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摘要:
通过自由基聚合法和盐溶液浸泡法相结合,制备了一种综合性能良好的离子交联纳米复合水凝胶。首先用水溶性短链壳聚糖(CS)改性埃洛石纳米管(HNTs),再与丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)等经过热引发自由基聚合得到纳米复合水凝胶基体,随后浸泡Fe(NO3)3溶液、Na2SO4溶液,得到力学性能优异、具有独特抗溶胀性且抗冻的离子交联纳米复合水凝胶。FTIR及TEM结果证实形成了CS修饰HNTs的结构,复合水凝胶的SEM结果显示浸泡离子后结构变得更加紧密、孔洞尺寸明显减少。考察了不同含量的AA、HNTs对复合水凝胶力学性能的影响。结果表明,当CS为2 wt%,AA占单体总量的12 mol%、AM占88 mol%,HNTs为3.5 wt%且浸泡了Fe3+和$\text{SO}_{4}^{2-} $离子溶液时,水凝胶的综合力学性能最佳,拉伸强度与断裂伸长率分别达到3.96 MPa与553%,85%应变下的抗压强度为13.4 MPa,且经过去离子水浸泡48小时后,拉伸强度增长到5.64 MPa,模量高达15 MPa,为设计和开发强韧水凝胶提供了新策略。