隨著化石資源的枯竭和白色污染的加劇,使用綠色可再生原料制備環(huán)境友好復合材料具有重大意義。纖維素是世界上產(chǎn)量最大的天然可再生高分子。近二十年來,由于纖維素納米晶(Cellulose Nanocrystals,CNCs)具有高強度、優(yōu)良的光學性質和力學性能等特點,受到了學術界廣泛的關注。改進CNCs的制備方法,提高CNCs的產(chǎn)品質量和產(chǎn)率,是當前的研究難點。水性聚氨酯(Waterborne Polyurethane,WPU)由于不含有機溶劑,符合環(huán)保的要求,其合成和應用研究越來越廣泛。尤其是采用綠色原料如植物油、乳酸等合成WPU成為一個重要的研究方向。本論文針對納米復合薄膜研究的不足,采用CNCs復合WPU制備復合薄膜,研究其性能,探索其離子相互作用機理,以期為納米纖維素的高值化應用開辟新的途徑,為高強度的納米復合薄膜的應用提供理論基礎和實驗依據(jù)。WPU中添加CNCs,可以制備高強度的納米復合薄膜,其在生物醫(yī)學、家具涂料、食品包裝等領域具有應用潛力。本論文的主要研究結果如下:(1)率先采用室溫預處理步驟,對硫酸水解法制備CNCs的反應條件進行優(yōu)化。設置0-180 min不同的預處理時間,考...

【文章頁數(shù)】：154 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 纖維素納米晶
        1.1.1 纖維素納米晶的制備方法
        1.1.2 纖維素納米晶的改性
    1.2 納米復合材料的主要制備方法和作用機理
    1.3 纖維素納米晶復合材料的制備、性能和機理研究
        1.3.1 纖維素納米晶復合材料的制備、性能和應用
        1.3.2 離子相互作用機理在納米纖維素復合材料中的應用
    1.4 WPU/CNCs復合薄膜的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 水性聚氨酯
        1.4.2 WPU/CNCs復合薄膜的制備和性能
    1.5 選題的目的、意義及主要研究內(nèi)容
第二章 纖維素納米晶的制備
    2.1 引言
    2.2 實驗材料與方法
        2.2.1 主要原料和儀器
        2.2.2 CNCs的制備
        2.2.3 純CNCs薄膜的制備
        2.2.4 表征方法
    2.3 結果與討論
        2.3.1 CNCs納米粒子形貌和產(chǎn)率
        2.3.2 紅外光譜分析
        2.3.3 XRD分析
        2.3.4 熱重分析
        2.3.5 接觸角分析和CNCs懸浮液的雙折射現(xiàn)象
    2.4 本章小結
第三章 高填料量水性聚氨酯/纖維素納米晶復合薄膜的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗材料與方法
        3.2.1 主要原料和儀器
        3.2.2 CNCs的制備
        3.2.3 WPU/CNCs納米復合物薄膜的制備
        3.2.4 性能測試方法
        3.2.5 結構表征方法
    3.3 結果與討論
        3.3.1 納米復合薄膜化學成分及微觀結構
        3.3.2 納米復合物薄膜性能
    3.4 本章小結
第四章 陰陽離子化的CNCs/WPU復合薄膜的制備及性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗材料與方法
        4.2.1 主要原料和儀器
        4.2.2 WPU/CNCs納米復合薄膜的制備
        4.2.3 性能測試方法
        4.2.4 結構表征方法
    4.3 結果與討論
        4.3.1 納米復合薄膜化學成分及微觀結構
        4.3.2 納米復合薄膜的性能
        4.3.3 結構-性能機理
    4.4 本章小結
第五章 陰陽離子化CNCs/WPLAU可降解復合薄膜的制備及性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗材料與方法
        5.2.1 主要原料和儀器
        5.2.2 陰離子化WPLAU的制備
        5.2.3 AWPLAU/CNCs納米復合薄膜的制備
        5.2.4 陽離子化WPLAU的制備
        5.2.5 CWPLAU/CNCs納米復合薄膜的制備
        5.2.6 性能測試方法
        5.2.7 結構表征方法
    5.3 結果與討論
        5.3.1 樣品的材料學表征
        5.3.2 材料的性能研究
        5.3.3 復合薄膜中兩組分相互作用機理探討
    5.4 本章小結
第六章 碳納米管/水性聚氨酯/納米纖維素層狀復合薄膜的制備及性能探索
    6.1 引言
    6.2 實驗材料與方法
        6.2.1 主要原料和儀器
        6.2.2 碳納米管懸浮液的制備
        6.2.3 基本原料液的配制
        6.2.4 復合薄膜的制備
        6.2.5 性能測試方法
        6.2.6 結構表征方法
    6.3 結果與討論
        6.3.1 層狀復合薄膜化學成分及微觀結構
        6.3.2 層狀復合薄膜性能
    6.4 本章小結
第七章 結論、創(chuàng)新點及下一步工作的展望
    7.1 本論文的主要結論
    7.2 本論文的創(chuàng)新點
    7.3 對下一步工作的展望
參考文獻
個人簡介
導師簡介
獲得成果目錄
致謝



本文編號：3800596