冷冻/解冻制备的聚乙烯醇水凝胶的结构和流变性研究

研究了冷冻/解冻法制备的不同浓度（5wt%～25wt%）聚乙烯醇（PVA）水凝胶的结构和流变行为之间的关系.由XRD确定了凝胶中PVA的结晶度和晶粒尺寸.用应力流变仪研究了凝胶的流变行为，包括动态模量和蠕变等.在频率为1Hz和低应力的条件下，测量了凝胶的储能模量和损耗模量.在该试验条件下，PVA水凝胶的形变是完全可以回复的.低频率区和低应变区的储能模量随浓度增加而变大，但当浓度超过20wt%时，储能模量增加速率明显降低.由PVA水凝胶在1Hz时的储能模量和结晶度的数据，理论分析得到了形成PVA水凝胶的最低PVA浓度和最小结晶度.当PVA浓度低于15wt%时，储能模量主要由PVA的微晶控制，分子链间的氢键影响很小.通过低应变区储能模量的数值计算出了凝胶网孔尺寸的结构参数.同时对不同温度下PVA水凝胶的储能模量数据进行了标度分析.PVA水凝胶的蠕变行为显示，随浓度提高，凝胶的蠕变黏弹性由线性向非线性转变.