半纤维素基功能导电水凝胶的制备及其性能研究

发布时间：2021-04-27 14:28

　　半纤维素作为一种天然的多糖聚合物,具有可再生、亲水及生物相容等特性,可作为合成功能水凝胶的原料应用于生物医药和组织工程等领域。其中,具有导电性能的半纤维素基水凝胶在刺激细胞活性和制备柔性传感器方面有很大的潜力。本论文以半纤维素为天然亲水原料,引入导电聚合物、聚乙烯醇、丙三醇及单宁酸等,合成功能复合导电水凝胶,研究其结构组成及功能,并探究其在柔性传感器等领域的应用,为半纤维素的功能化发展提供新的思路。主要研究内容如下:以半纤维素作为骨架,与羧基封端的导电苯胺五聚体（CTAP）在Na OH溶液中通过一锅法化学交联制备了导电水凝胶。该水凝胶具有高的热稳定性和均匀的孔状结构,其孔径随着CTAP含量的增加而减少。水凝胶展现出高的溶胀能力,在润胀15 h后仍保持稳定的网络结构。水凝胶的电导率为2.11×10^-3 S/m,足以实现对生物细胞的电活化。以半纤维素作为亲水载体通过吡咯的聚合合成半纤维素/聚吡咯导电复合物,然后与丙三醇、聚乙烯醇和硼砂进行物理交联后,通过Na Cl溶液的浸泡合成多功能复合水凝胶。与聚吡咯相比,半纤维素/聚吡咯的接触角降至58.7°,亲水性增加。丙三醇和... 

【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 水凝胶
        1.2.1 水凝胶分类
        1.2.2 天然/合成水凝胶的功能性研究
    1.3 半纤维素基水凝胶
        1.3.1 半纤维素的概述
        1.3.2 半纤维素基水凝胶的制备
        1.3.3 半纤维素基水凝胶的应用
    1.4 本研究的目的、意义和主要内容
        1.4.1 本研究的目的和意义
        1.4.2 本研究的主要内容
2 半纤维素/苯胺五聚体导电水凝胶的制备及性能研究
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 原料和仪器设备
        2.2.2 实验方法
        2.2.3 材料表征及性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 羧基封端的苯胺五聚体的制备
        2.3.2 水凝胶的制备
        2.3.3 水凝胶的红外分析
        2.3.4 水凝胶的溶胀性能
        2.3.5 水凝胶的SEM图
        2.3.6 水凝胶的热稳定性
        2.3.7 水凝胶的导电性能
    2.4 本章小结
3 以半纤维素/聚吡咯为基质的多功能物理交联水凝胶的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 原料和仪器设备
        3.2.2 实验方法
        3.2.3 材料表征及性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 水凝胶的制备
        3.3.2 水凝胶的FT-IR和 XRD分析
        3.3.3 水凝胶的保水性能
        3.3.4 水凝胶的重塑性能
        3.3.5 水凝胶的抗冻性能
        3.3.6 水凝胶的机械性能
        3.3.7 水凝胶的导电性能
        3.3.8 水凝胶应变传感器
    3.4 本章小结
4 透明半纤维素基多功能导电水凝胶的制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 原料和仪器设备
        4.2.2 实验方法
        4.2.3 材料表征及性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 水凝胶的制备
        4.3.2 水凝胶的FT-IR分析
        4.3.3 水凝胶的透明性能
        4.3.4 水凝胶的热分析和溶胀性能
        4.3.5 水凝胶的机械性能
        4.3.6 水凝胶的粘附性能
        4.3.7 水凝胶的导电性能
        4.3.8 水凝胶应变传感器
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 本论文主要结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录清单
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]半纤维素基功能材料的研究进展[J]. 周帅,苗庆显,黄六莲,陈礼辉.  林产化学与工业. 2017(06)
[2]Fabrication of carboxymethyl chitosan–hemicellulose resin for adsorptive removal of heavy metals from wastewater[J]. Shu-Ping Wu,Xiang-Zi Dai,Jia-Rui Kan,Fang-Di Shilong,Mai-Yong Zhu.  Chinese Chemical Letters. 2017(03)
[3]半纤维素基水凝胶制备方法研究进展[J]. 程合丽,冯清华,陈洪雷,刘玉,谢益民.  造纸科学与技术. 2015(06)
[4]农林生物质材料基水凝胶的研究进展[J]. 关莹,陈阁谷,张冰,亓宪明,彭锋,孙润仓.  林产化学与工业. 2015(02)
[5]聚吡咯结构与导电性能的研究[J]. 于波,徐学诚.  华东师范大学学报(自然科学版). 2014(04)
[6]新型半纤维素基磁性水凝胶的制备及性能[J]. 李亚婧,孙晓锋,叶青,刘柏辰,吴耀国.  物理化学学报. 2014(01)
[7]水凝胶的最新研究进展[J]. 尹大伟,周英,刘玉婷,苗东琳.  化工新型材料. 2012(02)
[8]生物质精炼与制浆造纸工业相结合的研究[J]. 于建仁,张曾,迟聪聪.  中国造纸学报. 2008(01)

博士论文
[1]仿贻贝多功能水凝胶及其生物医学应用的研究[D]. 韩璐.西南交通大学 2017
[2]竹材半纤维素基软材料的制备及性能研究[D]. 关莹.北京林业大学 2015
[3]农林生物质半纤维素分离及降解制备低聚木糖研究[D]. 边静.北京林业大学 2013
[4]功能化半纤维素高效合成及其材料应用研究[D]. 彭新文.华南理工大学 2012
[5]农林生物质半纤维素分离纯化、结构表征及化学改性的研究[D]. 彭锋.华南理工大学 2010
[6]电活性苯胺齐聚物的分子设计及其性质的研究[D]. 陈梁.吉林大学 2005

硕士论文
[1]聚吡咯导电水凝胶的制备及其生物医学应用研究[D]. 胡诗迁.华南理工大学 2019
[2]导电水凝胶的制备及其在生物电化学传感器上的应用[D]. 张彩芸.西北师范大学 2018
[3]多重响应性半纤维素基水凝胶的制备与研究[D]. 葛明超.华南理工大学 2016
[4]温度和pH敏感羧甲基淀粉水凝胶的制备与性能研究[D]. 段修玲.大连理工大学 2015
[5]动态聚合物凝胶的异相交叉愈合及其机理研究[D]. 张云飞.华南理工大学 2013
[6]一系列新型水溶性电活性含糖聚合物的合成与表征[D]. 崔纪娟.南昌大学 2013



本文编号：3163630