硼酸盐功能化纤维素纳米晶/聚酰胺共混物的3D打印结构化水凝胶设计

摘要

文章制备并表征一种新型硼酸盐功能化纤维素纳米晶（CNC）与聚酰胺（PA）共混物水凝胶，探讨不同CNC掺量对3D打印成品收缩率和力学性能的影响。结果表明：随着CNC掺量的增加，水凝胶的拉伸强度从0.52 MPa增加至1.82 MPa，提升250%；弹性模量从0.31 MPa提升至1.35 MPa，提升335.48%；断裂伸长率达到89.62%，当CNC的质量分数为15%时，压缩强度达到0.91 MPa。此外，打印成功的3D打印产品的体积收缩率在该掺量下减少约45.71%，且力学性能得到有效改善。当CNC的质量分数超过15%时，3D打印结构化水凝胶的力学性能出现下降，可能是过度交联导致结构脆性增加。综上所述，适量的功能化CNC可显著改善3D打印结构化水凝胶的力学性能与体积稳定性。文章为3D打印结构化水凝胶在生物医学和组织工程等领域的应用提供新思路。

关键词

硼酸盐 / 纤维素 / 纳米晶 / 聚酰胺 / 水凝胶