纤维素制备水凝胶的研究
水凝胶的制备与应用研究
水凝胶的制备与应用研究一、本文概述水凝胶是一种由物理或化学交联形成的三维网络结构的高分子材料，其网络结构中充满了水或其他溶剂。
由于其独特的结构和性质，水凝胶在生物医药、食品科学、农业、环境科学等众多领域具有广泛的应用前景。
本文旨在深入探讨水凝胶的制备方法、性质表征及其在各个领域的应用研究，以期为推动水凝胶的科学研究和技术发展做出贡献。
在本文中，我们将首先介绍水凝胶的基本概念、分类及其主要性质。
随后，我们将详细阐述水凝胶的制备方法，包括物理交联法、化学交联法以及辐射交联法等，并对各种方法的优缺点进行比较分析。
在此基础上，我们将进一步探讨水凝胶在生物医药、食品科学、农业、环境科学等领域的应用情况，包括药物载体、组织工程、农业保水剂、污水处理等。
我们将对水凝胶的研究现状和发展趋势进行总结和展望，以期为未来水凝胶的研究和应用提供有益参考。
二、水凝胶的制备方法水凝胶的制备方法多种多样，主要包括物理交联法、化学交联法和辐射交联法等。
这些方法的选择取决于所需水凝胶的性质、应用场景以及制备条件等因素。
物理交联法是一种简单且常用的水凝胶制备方法。
它通常涉及将高分子溶解在水中，然后通过温度、pH值、离子强度等物理条件的改变来诱导高分子链之间的相互作用，从而形成水凝胶。
这种方法操作简便，条件温和，但所得水凝胶的机械强度和稳定性通常较低。
化学交联法是通过化学反应在高分子链之间引入共价键来形成水凝胶的方法。
常用的化学交联剂包括多官能团单体、交联剂等。
通过调节反应条件，可以控制水凝胶的交联密度和网络结构，从而得到具有不同性质的水凝胶。
化学交联法制备的水凝胶通常具有较高的机械强度和稳定性，但制备过程可能涉及有毒物质，且反应条件较为苛刻。
辐射交联法是一种利用高能辐射（如紫外线、伽马射线等）诱导高分子链断裂和重新连接来制备水凝胶的方法。
这种方法可以在不添加任何化学试剂的情况下实现高分子链的交联，因此具有环保和简便的优点。
然而，辐射交联法对设备和操作要求较高，且可能引发高分子链的过度交联，导致水凝胶性能下降。
纤维素改性PVA水凝胶的制备及其性能研究
Research on Fabrication and Performance of Cellulose Modified PVA Hydrogel 作者： 钱程
作者机构： 嘉兴学院材料与纺织工程学院,浙江嘉兴314001
出版物刊名： 嘉兴学院学报
页码： 80-85页
年卷期： 2012年 第6期
主题词： 聚乙烯醇 纤维素 聚乙二醇 硼酸 共混改性
摘要：为弥补PVA水凝胶性能存在的缺陷与不足，选用纤维素对PVA水凝胶进行改性．对PVA和纤维素的质量比、增塑剂交联剂的种类和用量分别进行实验筛选，得出以聚乙二醇为增塑剂，硼酸为交联剂，最佳制备条件为：PVA、纤维素、聚乙二醇和硼酸的质量比为20：10：1：10时，可获得具有优良强度、吸水速率快、吸水和保水性能好，且具多孔结构的纤维素改性PVA水凝胶．。
羟丙基甲基纤维素制备水凝胶微球
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水凝胶材料的制备及应用探究
水凝胶材料的制备及应用探究水凝胶是一种具有三维空间结构的高分子材料，可以吸收大量水分并形成凝胶状态。
这种材料具有很多优良性能，如良好的弹性、稳定性、生物相容性、高透明度等，因此在医学、化工、环保等领域有着广泛的应用前景。
本文将介绍水凝胶材料的制备及其应用探究。
一、水凝胶材料的制备方式水凝胶可以通过化学交联、物理交联、自组装、溶胀复合等方法制备得到。
其中，化学交联法是最常用的方法之一。
这种方法通常以单体为原料，通过化学反应形成交联网络，从而得到水凝胶材料。
例如，聚丙烯酰胺是一种常用的单体，利用其在酸性或碱性条件下的自由基聚合反应，可以制备出高度交联的水凝胶。
物理交联法是另一种制备水凝胶的方法。
这种方法通常利用多种非共价相互作用力进行交联，如范德华力、静电相互作用、氢键作用等。
常见的物理交联剂包括聚乙烯醇、羧甲基纤维素等。
自组装法是一种新兴的制备水凝胶的方法。
这种方法利用特定的分子能够在水中自行组装形成层级结构的特性，从而形成水凝胶。
这种方法不需要额外的交联剂，能够制备出具有良好机械性能和导电性能的水凝胶。
溶胀复合法是另一种制备水凝胶的方法。
这种方法通过将水吸收性高的聚合物溶胀于水中，然后再交联形成水凝胶。
这种方法能够制备出具有良好的稳定性和生物相容性的水凝胶。
二、水凝胶材料的应用水凝胶材料在医学、化工、环保等领域的应用非常广泛。
1. 医学应用水凝胶材料在医学领域的应用主要涉及到人工组织、蓄水材料和生物传感器等方面。
例如，利用水凝胶可以制备出人工肝脏、人工皮肤等组织，可以使用在医学研究、治疗等方面。
另外，水凝胶还可以用于制备蓄水材料，例如尿布、卫生巾等。
此外，水凝胶还可以用于生物传感器的制备，通过记录水凝胶的吸水量来检测特定物质的浓度等信息。
2. 化工应用水凝胶在化工领域的应用主要涉及到净水、吸附、缓释等方面。
例如，水凝胶可以用于制备水处理材料，通过吸收水中的杂质从而净化水质。
另外，水凝胶还可以用于制备吸附剂，例如可以吸附溶液中的重金属离子。
羧甲基纤维素-壳聚糖水凝胶球的制备及性能
壳 聚 糖 质 量 比的增 大 ， 凝 胶 的 吸 水 溶 胀 率 增 加 ．在 Ｃ 水 ＭＣ与 Ｃ Ｓ质 量 比 为 １： ４时 制 备 的水 凝 胶 呈 规 则 球 状 ． 关 键 词 ： 聚 糖 ； 甲基 纤 维 素 ； 凝 胶 球 壳 羧 水
中 图 分 类 号 ： ４ ．８ Ｏ ６ ３ ３ 文献 标 志 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ８ １ １ （０ １ ０ －０ ６ －０ １０ － ０ １ ２ １ ）６ ０ ５ ３
摘
要 ： 用 物 理 交 联 法 制 备 了 羧 甲基 纤 维 素 （ ＭＣ 一 聚 糖 （ Ｓ 共 混 水 凝 胶 球 ； 究 了 共 混 球 的 耐 酸 碱 性 、 采 Ｃ ）壳 ｃ） 研 溶
胀 性 及 对 亚 甲基 蓝 的 吸 附性 能 ．结 果 表 明 ， 凝 胶 球 在 弱 酸 和 弱 碱 中 具 有 一 定 的 稳 定 性 ； 着 羧 甲基 纤 维 素 与 水 随
第 ２ ２卷 第 ６ 期
２ １年 １ ０１ １月
化
学 研
究
中国 科技 核 心期 刊
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ＣＨ ＥＭ Ｉ ＣＡ Ｉ Ｒ ＥＳＥＡ ＲＣＨ
羧 甲基 纤维 素－ 壳聚 糖 水凝 胶球 的制 备及 性 能
补朝阳
（ 乡学 院 化 学 与 化 工 系 ， 南 新 乡 ４ ３ ０ ） 新 河 ５ ０ ０
应 的羟基 和胺 基 ， 以与 甲醛 、 可 戊二 醛 、 环氧氯 丙烷 等交联 剂交 联制 备水凝 胶 材料 ＿ ．然 而 ， 述交 联 剂具 有 ２ ］ 上 毒性 ， 为减少 化学交 联剂 带来 的毒性 ， 究者 希望 不使用 交联 剂 ， 研 而通过 氢键 、 配位键 等 物理交 联方式 来形 成 水 凝胶 的交 联结构 ［ ．本 实验 以 Ｃ ３ ］ Ｓ和羧 甲基纤 维素 （ ＭＣ 为原 料 ， Ｃ ） 制备 了 Ｃ — ＭＣ水凝胶 球．考 察 了水 ＳＣ 凝胶 球 的吸水 溶胀性 、 量稳 定性 、 质 耐酸 碱性 以及对 染料 的 吸附性 能．
利用碱处理纳米纤维素制备三维网状水凝胶的研究
利用碱处理纳米纤维素制备三维网状水凝胶的研究王海莹;陈诺;丁颖;潘婷婷;李大纲【摘要】以樟子松木粉为原料,通过化学机械法制得纳米纤维素(CNF);将所得 CNF 溶液抽滤成湿膜后,置于不同浓度氢氧化钠(NaOH)溶液中处理得到CNF水凝胶,并测定水凝胶的收缩率、结晶结构、形貌特征和力学性能.X-射线衍射分析表明,当碱浓度大于12%(wt)时,水凝胶的晶型由纤维素Ⅰ转变为纤维素Ⅱ.扫描电镜观察表明,CNF湿膜经强碱处理后表面形貌发生较大改变,纳米纤维之间发生交错结合,呈现出连续缠结的三维网状结构和多孔结构.力学分析表明,制备高强度水凝胶的最佳NaOH浓度为18%(wt),可得拉伸强度为4.8 MPa,弹性模量为11.7 MPa,断裂伸长率为31.2%的高强度水凝胶.%In this paper, pinus sylvestris wood flour was used as raw material. Cellulose nanofibers (CNF) were obtained by chemical and mechanical treatment. Wet CNF membrane was prepared by filtration. Then the wet CNF membrane was treated in NaOH solution of different concentrations to prepare CNF hydrogel. The shrinkage, crystal structure, morphology and mechanical properties of the hydrogel were analyzed. X-ray diffraction analysis shows that when the concentration of alkali solution is greater than 12%(wt), the crystalline form of the hydrogel is transformed from cellulose Ⅰ to cellulose Ⅱ. Scanning electron microscope observation reveals that the surface morphology of CNF wet film is changed greatly after strong alkali treatment, and interlacing between nanofibers appears, showing a continuous tangled three-dimensional network structure and porous structure. The mechanical analysis shows that the optimum NaOH concentration for preparing highstrength hydrogel is 18%(wt). And the high strength hydrogel with tensile strength of 4.8 MPa, elastic modulus of 11.7 MPa and elongation at breakof 31.2% was made by 18%(wt) NaOH treatment.【期刊名称】《纤维素科学与技术》【年(卷),期】2018(026)002【总页数】7页(P24-30)【关键词】纳米纤维素;碱处理;水凝胶;晶型结构;力学性能【作者】王海莹;陈诺;丁颖;潘婷婷;李大纲【作者单位】南京林业大学材料科学与工程学院,江苏南京 210037;南京林业大学材料科学与工程学院,江苏南京 210037;南京林业大学材料科学与工程学院,江苏南京 210037;南京林业大学材料科学与工程学院,江苏南京 210037;南京林业大学材料科学与工程学院,江苏南京 210037【正文语种】中文【中图分类】TB383.1纤维素是世界上最丰富的天然可再生资源之一，广泛存在于各种形式的可再生生物质材料中。
海藻酸钠_纤维素水凝胶球的制备与应用_吴鹏
methylene blue，auramine O and safranine T on samples at 298 K 从图 3 中可以看出，吸附剂在吸附染料后颜色明 显变深； CAB-50 吸附染料后的样品明显膨大，这进一 步证明了纤维素在复合凝胶中的骨架作用（ 见 SEM 分 析） ，纤维素含量过低时凝胶稳定性下降； 纤维素自身 对染料也有一定的吸附能力，对亚甲基蓝的吸附量为 25． 18 mg / g； 随着样品中海藻酸钠含量的增加样品对 染料的吸附量也逐渐增大，CAB-50 样品对亚甲基蓝的
CAB-50 对 50 mg / L 吸附，研究其吸附动力学变化和吸 附效能。从图 4 可以看出 90 min 以前吸附量快速增 加然后逐渐到达吸附平衡，采用准二级动力学方程 t / qt = 1 / k2 / q2e + t / qe 对其拟合后发现 CAB-50 对亚甲基 蓝的吸附满足准二级动力学 Ｒ2 = 0． 997，理论饱和吸 附量 qe = 168． 6 mg / L 与实际值 163． 36 mg / g 较为接 近，准二级动力学方程是依据吸附剂和吸附物的电子 共用和转移有决速步骤的化学吸附［18］，因此染料通过 CAB-50 中的羧基和羟基官能团结合的化学吸附过程。
2015 年第 10 期（ 46） 卷
吸附量为 163． 36 mg / g； 对于不同染料同种吸附剂的吸 附量也有较大差别，这主要是由于染料分子的空间位 阻和电荷分布差异导致的。
图 4 CAB-50 对亚甲基蓝吸附量时间变化曲线和准 二级动力学拟合曲线
2024年纤维素凝胶市场分析现状
2024年纤维素凝胶市场分析现状简介纤维素凝胶是一种由纤维素材料制成的凝胶形态的产物。
纤维素是一种常见的天然高分子材料，具有广泛的应用领域，包括食品、医药、化妆品等。
纤维素凝胶因其稳定性、可吸水性和生物可降解性而成为研究和应用的热点。
本文将对纤维素凝胶市场的现状进行分析。
市场规模纤维素凝胶市场目前呈现出快速增长的态势。
根据市场研究报告，全球纤维素凝胶市场规模在近几年内每年都有显著增长，预计到2025年将达到XX亿元。
这主要得益于纤维素凝胶作为一种可持续发展的材料，受到了广泛关注和应用。
市场驱动因素纤维素凝胶市场的增长受到了多个因素的驱动。
首先，消费者对可持续发展和生态友好产品的需求不断增加。
纤维素凝胶作为一种生物可降解和可再生的材料，符合当下消费者对环保产品的追求。
其次，纤维素凝胶具有优异的性能特点，如吸水性能、稳定性等，使其在食品、医药和化妆品等领域得到广泛应用。
此外，纤维素凝胶的研发和创新也推动了市场的发展。
市场应用领域纤维素凝胶在多个行业都有广泛的应用。
在食品行业，纤维素凝胶可用作食品添加剂，用于增加食品的稳定性和质感。
在医药行业，纤维素凝胶可用于制备药物载体，用于控释药物和伤口敷料等。
在化妆品行业，纤维素凝胶可用于制备面膜和乳液等产品。
此外，纤维素凝胶还具有许多其他应用领域，如纺织品、纸浆和纸张等。
市场竞争格局纤维素凝胶市场具有较高的竞争度。
目前，市场上存在许多纤维素凝胶生产商和供应商，它们竞争激烈。
这些企业通过产品质量、价格和市场拓展等方面来争夺市场份额。
同时，纤维素凝胶市场还面临一些挑战，如生产成本较高、技术创新缺乏等。
市场前景展望纤维素凝胶市场的前景十分广阔。
随着可持续发展理念的不断普及和消费者对环保产品的追求，纤维素凝胶市场将继续保持稳定的增长态势。
同时，纤维素凝胶在新兴领域的应用将成为市场的新亮点。
例如，在纤维素凝胶用于生物医学和纳米技术领域的研究不断深入，将为纤维素凝胶市场带来更多的机遇。
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论文（设计） I 目 录
摘 要 ........................................................................................ 错误！未定义书签。 引 言 ........................................................................................ 错误！未定义书签。 1 实验部分 ............................................................................ 错误！未定义书签。 1.1 实验仪器 .................................................................................. 错误！未定义书签。 1.2 实验试剂 .................................................................................. 错误！未定义书签。 1.3羧甲基纤 的制备................................................... 错误！未定义书签。 1.4 的测定 .................................................................. 错误！未定义书签。
2 的的结果分析 ....................................................... 错误！未定义书签。 2.1 的 ............................................................... 错误！未定义书签。 2.2引发剂用 的影响 .................................. 错误！未定义书签。 2.3 剂用 的影响 .................................. 错误！未定义书签。 2.4 的影响 .................................. 错误！未定义书签。 2.5 PH 的影响 ................................................. 错误！未定义书签。 2.6 的 ........................................................... 错误！未定义书签。
3 结 论 ................................................................................... 错误！未定义书签。 参考文献 ................................................................................... 错误！未定义书签。 致谢 ............................................................................................. 错误！未定义书签。 论文（设计）
1 纤 制备 的 究
摘 要： 。再 （CMC） 丙烯酸（AA） 过硫酸铵 N,N- 丙烯 凝胶。 盐浓度 pH 凝胶 。结果表明CMC与AA 1:9 AA 0.6% CMC与 25 度 80℃ 凝胶 。 关键词： ；丙烯酸；N,N’- 丙烯 ； 速率 lose Hydrogel Prepa n Research act: tion , to give carbo hyl lose. Then hyl lose(CMC), ic acid(AA), , - lene- bis-a gel. Inves ed
e .
e is 80 ℃ gel. Key Words: Carboxymethyl cellulose ;Acrylic acid; N,N’-methylene-bis-acrylamide; Ammonium persulfate; Water-absorption rate 引 言 纤 的 色资源[1]， 基 有亲 ， 分 (C6H10O5)n， 的纤 无味 无臭的 色 。纤 的 ， 的 有 剂 的 [2]。 ，纤 定的， 纤 分 氢键。纤
的 [3]， 源 ， ， 有 的发 。纤 的 影响 制备的 的 。 论文（设计） 2 ， 纤 的 面。羧甲基纤
色 的纤 ，无味 无 ， 有 定黏 的 的 。羧甲基纤 俗称“工 味精[4]。”羧甲基纤 有 的 ， ， 羧甲基纤 全接触， 的 羧甲基纤 够 。 羧甲基纤 的 羧甲基纤 发 结 ，结 致影响羧甲基纤 的 。羧甲基纤 有 ， 用 ， ， 有 。 ， 分 的 结 ， 有 的 ， 够 的 分 的亲 分 络。 用 ， 用 工 用 工 [2,5]。 ， 的 ， 究 未 的发 有 的 用[6]。 文 用纤 ， 引发剂， N,N’- 甲基 剂， 用 基 的 。 1 实验部分 1.1 实验仪器 加 器 ， 义 仪器有 任公司 电 平（AL-204），梅特勒--- 仪器（ 海）有 公司 电 燥箱（DHC-9070A）， 海精 仪器仪 有 公司。 1.2 实验试剂 纤 （AA）， 纯 (CR)， 试剂有 公司 N,N’- 甲基 ， 纯 (CR)， 海 工有 公司 ，分析纯（AR）， 试剂总厂 ，分析纯（AR）， （ ）有 公司试剂厂 氯 钠，分析纯（AR）， 试剂总厂 氢氧 钠，分析纯（AR） 精 工有 公司。 1.3羧甲基纤 的制备 1.3.1 称 定 的纤 ， 二 纤 氢氧 钠 30℃的 60min 纤 ， 的 的 纤 的致 结 ， 够 。 论文（设计） 3 三 纤 氯 65℃的 120min ， 的
用无 。 ， 羧甲基纤 [7-10]
1.3.2 凝胶 称 定 的羧甲基纤 （CMC）, 加 有 的 ，用 器 CMC ， 定 积的CMC ， 定 积的 （AA） 加 ，称 定 的N,N’- 甲基 加 有AA的 ，加 ， N,N’- 甲基 全 。 称 的 定 的 加 ， 器 ，用 。 器 80℃的 ， 定 ， 的有 的 。 ， 有 的 。 的 制 的 的 质除去。纯 设定 100℃的 箱 。 1.4 的测定 1.4.1 凝胶 率 称 定质 的 燥的 有 的 ， 定的 ， 平 ， 称 的质 。 面的公 计
Q=(m2-m1)/ m1 Q: m1 燥的 的质 ，m2: 平 的质 。 1.4.2 纯 的 ，称 质 的 面皿 ，分别 25℃ 60℃的 ，每隔2 ,称 的质 ，称 回 处。 的 。 面的 计 W=(m4/m3)×100% W m4: 燥 的质 ，m3: 燥 的质 。 2 的的结果分析 2.1 的 分 的 ，CMC-AA 分 电 论文（设计） 4 质， 程。 1 的 ， 1 ，
实验的 ， 的 加， 的 加 平，约12 接 平。 的 ， 的 络结 接 加， ， 的 向平 [11,12]。
2468101214220240260280300320340360380400
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/h 1 的 2.2引发剂用 的影响 论文（设计）
5 051015202530354045150200250300350400
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CMC 引发剂的 例 2 引发剂用 的影响 质 0.3493g的CMC ，分别 20mL的 ， 制 55℃， ，依 加 3mL的AA， 分别加 CMC 引发剂的 例 40 35 30 25 20 15 10 5的 ，最 加 0.0189g的N,N’- 甲基 ， 用 ， 80℃的 6h， 有 的 。 100℃的电 燥箱 。 ，纯 。测 每 的 ，绘 2。从 2 ， 的 引发剂用 的 加 ，引发剂的用 有 最 宜值，即 CMC 引发剂的 例 25 的 。引发剂用 ， ， 的 ， 加， 引发剂用 ， CMC 的接 ， 结 的 ， ， ， 致 ， 加， [12-13]。 引发剂的用 接影响 的 ，从 影响 的 。 2.3 剂用 的影响 质 0.3493g的CMC ，分别 20mL的 ， 制 55℃， ，依 加 3mL的AA， 加 0.0140g的 ，最 依 加 剂的用 的0.2% 0.4% 0.6% 0.8% 1%的N,N’- 甲基 ， 用 ， 80℃的 6h， 有 的