文档摘要：采用丙烯酰胺(AM)和羧甲基纤维素(CMC)构建高力学性能双网络(DN)水凝胶,探讨第一网络聚丙烯酰胺(PAM)的交联与缠结以及第二网络CMC的氢键作用,对水凝胶力学性能的作用机制.研究结果表明:对于第一网络,PAM在C=10-5(C=n交联剂/n单体为水凝胶的交联度)下能形成显著的缠结结构,在应力作用下能通过滑动分子链逐渐形成缠结结构来实现能量耗散;PAM在C=10-2下会形成高交联网络,在应力作用下通过化学键的断裂来耗散能量.对于第二网络,当水凝胶中CMC的质量分数Q=5.0%时,通过冻融能形成显著的氢键,并有效提高网络的作用力,从而提高水凝胶的力学性能.在C=10-5、Q=5.0%时,水凝胶的应力达到0.328MPa.CMC较大的渗透压会引起凝胶的溶胀,降低聚合物密度.此外,引入CMC还会影响第一网络PAM的缠结结构.
Abstract：Doublenetwork(DN)hydrogelswithhighmechanicalpropertieswereconstructedbyacrylamide(AM)andcarboxymethylcellulose(CMC).Themechanismofcrosslinkingandentanglingofthefirstnetworkpolyacrylamide(PAM)andhydrogenbondingofthesecondnetworkCMConthemechanicalpropertiesofthehydrogelwasinvestigated.Theresultsshowthat,forthefirstnetwork,PAMcanformasignificantentanglementstructureatC=10-5(C=ncrosslinkingagent/nmonomeristhecrosslinkingdegreeofhydrogel),andcangraduallyformentanglementstructurebyslidingmolecularchainsunderstresstoachieveenergydissipation.PAMformsahighlycrosslinkednetworkatC=10-2,dissipatingenergythroughthebreakingofchemicalbondsunderstress.Forthesecondnetwork,withthemassfractionofCMCinthehydrogelQ=5.0%,significanthydrogenbondscanbeformedthroughfreeze-thaw,andtheforceofthenetworkcanbeeffectivelyimproved,thusimprovingthemechanicalpropertiesofthehydrogel.WithC=10-5andQ=5.0%,thehydrogelstressreaches0.328MPa.ThehighosmoticpressureofCMCwillcausethegeltoswellandreducethepolymerdensity.Inaddition,theintroductionofCMCwillalsoaffecttheentanglementstructureofthefirstnetworkPAM.
作者：林丹琪 周贵寅Author：LINDanqi ZHOUGuiyin
作者单位：湖南工业大学生命科学与化学学院湖南株洲412007
刊名：包装学报
Journal：PackagingJournal
年，卷(期)：2024, 16(3)
分类号：TQ427.2+6TB324
关键词：水凝胶 丙烯酰胺 羧甲基纤维素 双网络 缠结 氢键
Keywords：hydrogel acrylamide carboxymethylcellulose doublenetwork entanglement hydrogenbond
机标分类号：TQ35O63TQ427.26
在线出版日期：2024年6月26日
基金项目：国家自然科学基金，湖南省教育厅科学研究基金资助项目，湖南省自然科学基金资助项目基于高缠结纤维素水凝胶的力学作用机制研究[
期刊论文] 包装学报--2024, 16(3)林丹琪 周贵寅采用丙烯酰胺(AM)和羧甲基纤维素(CMC)构建高力学性能双网络(DN)水凝胶,探讨第一网络聚丙烯酰胺(PAM)的交联与缠结以及第二网络CMC的氢键作用,对水凝胶力学性能的作用机制.研究结果表明:对于第一网络,PAM在C=10-5(C=n交...参考文献和引证文献
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