【摘 要】
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研究了冷冻-溶融法制备的PVA-TiO2复合水凝胶的制备并对其性能进行研究,结果发现:与PVA水凝胶相比,PVA-TiO2复合水凝胶的拉伸强度及压缩模量均明显上升,而断裂伸长率变化不大
【机 构】
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湖北工业大学化学与环境工程学院; 湖北工业大学土木与建筑工程学院;
【基金项目】
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湖北省建设科技项目计划[2009]260号;湖北省教育厅科学技术研究计划优秀中青年人才项目(2010)资助
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研究了冷冻-溶融法制备的PVA-TiO2复合水凝胶的制备并对其性能进行研究,结果发现:与PVA水凝胶相比,PVA-TiO2复合水凝胶的拉伸强度及压缩模量均明显上升,而断裂伸长率变化不大,反应了无机纳米微粒与有机高分子之间的良好的相互作用。TiO2水溶胶在水中存在大量的羟基,在水凝胶内能够通过氢键形成第二层分散网络以提高体系的机械性能,同时还能与聚合物PVA形成氢键,这将有效的提高PVA-TiO2复合水凝胶形成的物理交联作用。利用平行板流变仪并对水凝胶的摩擦性能进行了讨论,PVA-TiO2复合水凝胶较PVA水凝胶的摩擦力下降,摩擦系数达10-3,该值与生物关节的摩擦系数相当,现已知固体材料摩擦系数还达不到该指标。对摩擦机理进行了初步的讨论:是由于在运动界面上,与高分子链水合的水分子层,在这种特定的运动环境下形成高粘度状态及非牛顿流体特征。同时也有理论认为:在水凝胶表面没有被交联所限制的自由分子链,与摩擦基片间如存在排斥作用,这种自由的分子链能大幅度降低摩擦力。
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