冻融法制备CNC/PVA复合水凝胶及其性能研究开题报告

全文总字数：859字

1. 研究目的与意义

目的及意义：随着全世界对资源和环境问题的日益重视，纤维素作为自然界中的可再生资源，具有无毒、无味、可生物降解、生物相容性好等特点。

它作为天然高分子材料凭借其绿色清洁、低密度、高比强度比模量的优势是替代石油化工产品的最佳材料，目前已经普遍应用于复合材料、建材、纸浆造纸、涂料、医学等领域， 要使纳米纤维素/聚乙烯醇复合水凝胶产品真正推向市场，其性能的研究非常必要，本研究采用生物质纳米纤维素增强 pva，利用纳米纤维素与其复合会增加聚乙烯醇基水凝胶的力学方面的水平，诸如纳米纤维素增加将会增加材料的弹性模量，降低拉伸破坏率以及增加材料的比表面积，制得力学性能和热学性能优异的复合水凝胶。

同时，本课题中所研究的纳米纤维素/聚乙烯醇复合水凝胶的各项性能的参数可作为今后此类产品的一项重要参数，为其今后广泛应用提供指导作用。

2. 国内外研究现状分析

随着全世界对资源和环境问题的日益重视，纤维素作为自然界中的可再生资源，具有无毒、无味、可生物降解、生物相容性好等特点。

它作为天然高分子材料凭借其绿色清洁、低密度、高比强度比模量的优势是替代石油化工产品的最佳材料，目前已经普遍应用于复合材料、建材、纸浆造纸、涂料、医学等领域， 聚乙烯醇凝胶由于其毒性低、机械性能优良(高弹性模量和高机械强度)、吸水量高和生物相容性好等优点在许多领域极具开发潜力。

最早发现聚乙烯醇水溶液凝胶化现象的是上世纪50年代的曾根康夫等人。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容： 首先通过化学和机械相结合的方法制备超长细比的纳米纤维素，通过物理和化学法分析纤维素的性能特征以及形貌特征。

其次通过冷冻解冻法制备cnc/pva复合水凝胶。

再次通过实验研究不同因素对水凝胶性能的影响，以及研究不同浓度的纳米纤维素对水凝胶的理化性能影响。

4. 研究创新点

本课题特色与创新之处在于合理地利用自然的原材料竹粉，通过苯醇抽提、酸碱交替处理、盐酸处理，等方法制备出纯化的纤维素，再经过研磨-超声处理制备成纳米纤维素。

针对传统聚乙烯醇水凝胶的缺点加入纳米纤维素，再经过物理法（冻融法）处理制备聚乙烯醇复合水凝胶。

此类复合水凝胶在国内几乎没有，国外也很少见。