在聚丙烯酸(PAA)合成过程中添加细菌纤维素(BC)、微晶纤维素(MCC)溶液,制备不同BC、MCC含量的PAA/BC和PAA/MCC水凝胶复合材料,并考查其吸水性能、保水性能、金属离子吸附性能、热性能、动态力学性能等方面,并对其微观形貌、化学组成与结构等方面进行表征,得出最佳的复合水凝胶配方。实验结果表明,BC、MCC的添加可以有效提高PAA水凝胶的吸水、保水及热性能,并且添加量为0.6wt%时为最好。从红外光谱测试看到加入纤维素之后,羟基峰变强,而且基团峰都大体相似,说明纤维素的加入不会引入新的特征峰。由扫描电镜的结果可以发现,加入纤维素之后的切面部分孔隙明显增多,而且也比较均匀,使得复合凝胶具有了较大的储水空间。将不同配比的丙烯酰胺、丙烯酸单体和纤维素(BC、MCC)进行正交试验。将其混合后共聚制得P(AA-co-AM)/纤维素复合水凝胶。通过进行一系列的实验测试结果表明,在60wt%和70wt%AM/AA的情况下,复合水凝胶的吸水性最高,保水能力较强。在BC含量为0.4wt%时,MCC含量为0.4wt%和0.6wt%时,复合凝胶的的吸水性、保水性、溶胀性能最好,而且加入纤维素的复合水凝胶的储能模量大大提高,结晶度也提高了,机械性能普遍增强,并且,复合水凝胶的熔点升高,耐热性增强。红外测试表明,丙烯酰胺与丙烯酸确实发生了共聚反应,纤维素的加入也同样不会出现新的特征峰。SEM测试结果表明,添加BC及MCC后复合水凝胶具有更多的微孔结构,孔隙排列密集均匀。将所制备的性能优异的水凝胶进行吸附重金属离子的测试。本文所选的重金属离子为铜离子。通过吸附测试表明,复合水凝胶具有较强的吸附重金属离子的能力,尤其是P(AA-co-AM)复合水凝胶,其吸附能力更好。在PAA中添加纤维素BC及MCC吸附量变化不大,也可以吸附大部分的铜离子。在P(AA-co-AM)中添加纤维素BC、MCC之后,吸附量明显增大,可能由于纤维素形成的微孔结构更有利吸水及水中的离子,也由于丙烯酰胺中含有大量的酰胺基团等,这些都会有利于吸附铜离子等重金属离子。