韩景泉，丁琴琴，鲍雅倩，李大纲，梅长彤，吴振华，徐信武*

(1.南京林业大学材料科学与工程学院，南京210037；2.浙江德华集团控股股份有限公司，浙江德清313200)

纤维素纳米纤丝增强导电水凝胶的合成与表征

韩景泉1，丁琴琴1，鲍雅倩1，李大纲1，梅长彤1，吴振华2，徐信武1*

(1.南京林业大学材料科学与工程学院，南京210037；2.浙江德华集团控股股份有限公司，浙江德清313200)

以聚乙烯醇/硼酸盐(PB)凝胶体系作为导电水凝胶(ECHs)基本骨架，在纤维素纳米纤丝(cellulose nanofibers, CNFs)上原位聚合吡咯单体(Py)得到CNF-PPy复合物，再将其分散到PB基体当中，制得高可塑性和一定自修复特性的纳米复合导电水凝胶(PB-CNF-PPy)。对胶体化学官能团、微观形貌、晶型结构、流变特性和导电性等性能的测试分析发现：原位聚合过程保持了PPy的共轭结构及其导电性，胶体表面呈蜂窝多孔状，孔隙直径为(4.62±0.05)μm。凝胶平均含水率和密度分别为90.61%和1.13 g/cm3；随着CNF和PPy含量的提高，胶体黏弹性、力学强度和导电性都明显增强。当CNF为2.0%、PPy为0.5%时，存储模量G′可达5.5 kPa，约为纯PB凝胶的70倍，能承受的最大应力约为CNF 1.0%、PPy 0.5%时的8～9倍，电导率可达3.38×10-2S/m。

纤维素纳米纤丝；聚乙烯醇；聚吡咯；导电水凝胶；原位聚合

导电水凝胶(electroconductive hydrogels, ECHs)不仅具备了传统水凝胶独特的物理化学特性，还结合了导电高分子优异的电学性能，有望应用于生物医药、导电薄膜、电传感器和生物燃料电池等领域[1]。然而，目前大多数的ECHs在实际应用中都面临着力学强度低和黏弹性差等问题，极大地制约了此类智能凝胶的发展。研究发现，纳米导电复合物不仅保持了导电高分子聚合物本身电导率较高、柔韧性较好的特性，还具有纳米粒子力学性能方面的优点[2]，因此，加入纳米导电复合物可能是一个同时解决凝胶纳米增强和导电功能化协同作用问题的有效思路。……