| 郭正深,董祐衡,李宇航,王昱康,王全亮.TEMPO氧化纳米纤维素对聚丙烯酰胺复合水凝胶性能的影响[J].中国造纸,2026,45(2):157-166 |
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| TEMPO氧化纳米纤维素对聚丙烯酰胺复合水凝胶性能的影响 |
| Effect of TEMPO-oxidized Nanocellulose on Properties of Polyacrylamide Composite Hydrogels |
| 收稿日期：2025-08-27 修订日期：2025-10-25 |
| DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2026.02.017 |
| 关键词: 纳米纤维素 聚丙烯酰胺 紫外光固化 复合水凝胶 力学性能 |
| Key Words:nanocellulose polyacrylamide UV-curing composite hydrogels mechanical properties |
| 基金项目:黑龙江省自然科学基金-优秀青年项目（YQ2023C025）；大学生创新创业训练项目（S202510225395）。 |
| 作者 | 单位 | 邮编 | | 郭正深* | 东北林业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨,150040 | 150040 | | 董祐衡 | 东北林业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨,150040 | 150040 | | 李宇航 | 东北林业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨,150040 | 150040 | | 王昱康 | 东北林业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨,150040 | 150040 | | 王全亮* | 东北林业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨,150040 | 150040 |
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| 摘要:本研究将TEMPO氧化纳米纤维素（TOCNF）引入聚丙烯酰胺/海藻酸钠/丹宁酸（PAM/SA/TA）体系中，采用一锅法结合紫外光固化，制备了纳米纤维素增强聚丙烯酰胺（TA@TOCNF/PAM/SA）复合水凝胶，并通过调控TOCNF添加量，强化聚合物网络间形成的多重氢键协同作用，实现了水凝胶力学性能与水热稳定性的同步提升。结果表明，当TOCNF添加量优化至1.5%时，复合水凝胶的力学性能增强，拉伸强度与断裂伸长率分别高达145 kPa和227%；保水性得到显著改善，25 ℃静置18 h后保水率最高可达75.8%；连续7次拉伸循环后的弹性恢复率仍保持在95%以上，具备优异的抗疲劳性与弹性恢复能力。 |
| Abstract:TEMPO-oxidized nanocellulose (TOCNF) were introduced into a polyacrylamide/sodium alginate/tannic acid (PAM/SA/TA) system. A nanocellulose reinforced polyacrylamide (TA@TOCNF/PAM/SA) composite hydrogel was prepared by a one-pot combing UV-curing method. The TOCNF addition amount was tuned to strengthen multiple hydrogen-bonding interactions within the network. This strategy improved both mechanical performance and hygrothermal stability. At an optimized TOCNF addition amount of 1.5%， the composite hydrogel reached a tensile strength of 145 kPa and an elongation at break of 227%. The water retention increased up to 75.8% after standing at 25 ℃ for 18 h. After seven consecutive loading-unloading stretching cycles， the elastic recovery remained above 95%， indicating strong fatigue resistance and reliable elastic recovery. |
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