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纳米纤维素(Cellulose Nanocrystals,CNCs)具有高比表面积,环境友好性,高结晶度,高强度等性质,是一种优秀的无机增强填料。同时由于CNCs中含有大量的羟基,这些羟基可以与弹性体基体中基团形成氢键,从而赋予弹性体特殊的功能。本论文首先自主制备了CNCs,然后利用CNCs表面大量的—OH基团与明胶中的—NH2、—CON—基团形成较强的氢键作用,以减弱明胶内部的氢键作用,从而增强明胶基体自身的偶极极化作用,制备了纳米晶纤维素／明胶／甘油(CNCs/gelatin/glycerin, CNCs/GG)全生物基介电弹性体,接着利用CNCs通过氢键作用联接起来形成的能够快速、可逆地响应外加破坏氢键的小分子(如水等)的逾渗网络,制备了机械性能可变的环氧化天然橡胶／纳米晶纤维素(ENR/CNCs)功能弹性体。主要内容如下：1.通过硫酸水解纤维素滤纸的方法制得了CNCs。采用SEM观察了CNCs的微观结构形貌,发现制得的CNCs直径在30-50nm之间,长度在几百纳米以内。采用FTIR表征CNCs的化学结构,发现CNCs的红外峰与纤维素的红外峰基本相同。采用XRD表征CNCs的晶体结构,通过结晶度计算得出CNCs的结晶度是90.2%。2.以明胶和甘油(gelatin/glycerin,GG)为基体,以不同质量分数的CNCs为填料,制备了新型的生物基介电弹性体。本部分实验主要研究了添加不同甘油份数的CNCs/GG介电弹性体的各项性能,结果发现甘油50份时GG弹性体比较适合作为介电弹性体的基体,并研究了其微观形貌、红外光谱分析、力学性能、电机械性能,发现CNCs在弹性体中分散良好。随着CNCs在介电弹性体中用量增加,介电常数和拉伸强度持续提高。与未加CNCs的弹性体相比,加入5%CNCs介电弹性体的电致应变提升了230%。与其他先进介电弹性体相比,在相同的电致应变条件下,CNCs/GG介电弹性体所需驱动电压最小。3.以环氧化天然胶乳(ENR)为基体,以不同体积分数的CNCs为填料,制备了新型的功能弹性体。这种功能弹性体的特性在于其机械性能对水的快速响应。当向功能弹性体中加入水后,水能与功能弹性体中的CNCs发生氢键作用,从而打断CNCs中纤维之间的网络结构,极大地削减CNCs对弹性体的增强效果,从而使材料模量降低。当把功能弹性体再次烘干后,CNCs中的纤维与纤维之间的网络结构会再次形成,从而使功能弹性体的模量增加。