羧甲基纤维素基导电水凝胶的制备及性能研究

发布时间：2021-10-27 15:03

　　由于导电水凝胶具有高度的可调性,能够提供优异的离子（电子）电导率、电化学活性、结构柔韧性和电解质渗透性等,在下一代柔性电子设备中备受关注。就目前而言,导电水凝胶普遍存在力学性能较差和电导率较低等问题。在本论文中,将羧甲基纤维素引入到化学交联的聚丙烯酰胺网络中,分别制备了高拉伸性能的离子导电和电子导电的水凝胶,并且分别对传感性能和电化学性能进行了考察。具体工作主要分为以下两部分:第一部分:为改善导电水凝胶的力学强度,通过溶剂置换的方法,在化学交联的聚丙烯酰胺网络的基础上,形成了Fe³⁺与羧基络合的物理交联网络,应力和韧性分别达到900 kPa和5238 kJ/m³。水凝胶内部互通的孔洞结构与水分子通道的存在,实现离子传输的功能,从而赋予应变响应的性质,而被用于传感器领域。并且,对该水凝胶的传感性、灵敏性、响应性和稳定性也进行探讨,为导电水凝胶在人机交互领域的应用奠定了基础。此外,乙二醇的引入,抑制水凝胶内部的水结晶和挥发,使该水凝胶具有了抗冻和防干的性能,从而扩宽其工作温度。第二部分:为进一步提高水凝胶的电导率,在化学交联的聚丙烯酰胺网络内原位... 

【文章来源】：长春工业大学吉林省

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 导电水凝胶概述
    1.2 离子导电水凝胶
    1.3 电子导电水凝胶
        1.3.1 碳基导电水凝胶
        1.3.2 导电金属复合水凝胶
        1.3.3 导电聚合物水凝胶
    1.4 课题背景及研究目的和意义
第2章 羧甲基纤维素/铁离子导电水凝胶
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 羧甲基纤维素/铁离子水凝胶的制备
        2.2.4 水凝胶的红外光谱与紫外吸收光谱分析
        2.2.5 水凝胶的微观形貌研究
        2.2.6 水凝胶的力学性能测试
        2.2.7 水凝胶的流变性能测试
        2.2.8 水凝胶的抗冻防干性能测试
        2.2.9 水凝胶的传感性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 羧甲基纤维素/铁离子水凝胶的设计
        2.3.2 水凝胶的化学结构和微观形貌分析
        2.3.3 水凝胶的力学性能分析
        2.3.4 水凝胶的抗冻防干性能分析
        2.3.5 水凝胶的传感性能
    2.4 结论
第3章 羧甲基纤维素/聚吡咯导电水凝胶
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 羧甲基纤维素/聚吡咯水凝胶的制备
        3.2.4 CMC/PPy复合物的表征测试
        3.2.5 水凝胶的形貌观测
        3.2.6 水凝胶的力学性能测试
        3.2.7 水凝胶的流变性能测试
        3.2.8 水凝胶的界面粘结性能测试
        3.2.9 水凝胶的电化学性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 羧甲基纤维素/聚吡咯水凝胶的设计
        3.3.2 CMC/PPy复合物的表征
        3.3.3 水凝胶透明性和紫外屏蔽性
        3.3.4 水凝胶的力学性能
        3.3.5 水凝胶的界面粘结性能
        3.3.6 水凝胶的电导率
        3.3.7 水凝胶电极的电化学性能
    3.4 结论
第4章 结论
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果



本文编号：3461842