天然膠乳（NRL）來自于天然橡膠樹,是一種可再生的生物質(zhì)材料,但是因其固體膠（NR）的力學性能較差,限制了其廣泛應(yīng)用,因此,有關(guān)NRL的增強的研究,一直以來都受到國內(nèi)外學者的關(guān)注。但是常規(guī)材料如炭黑、蒙脫土等納米粒子原料不可再生,與NRL相容性差;新型填料如碳納米管、石墨烯等納米填料制備過程中高耗能,成本較高,不易大規(guī)模生產(chǎn)。然而,主要來源于蝦殼,蟹殼的甲殼素（Chitin）,尤其是其衍生物甲殼素納米晶（ChNFs）具有高結(jié)晶度,高拉伸強度、高彈性模量、可生物降解等特點,因此,本文選擇生物質(zhì)材料-甲殼素納米晶（ChNFs）,研究其對NRL的補強作用。ChNFs表面基團的差異可能導致其自身相互作用力的不同,進而影響其在NRL中的分散性。而且,在聚合物中,高含量填充納米填料會顯著提高聚合物的力學性能,但往往會導致納米粒子團聚,分散性差。目前實現(xiàn)高含量ChNFs填充NRL的方法一般是先制備出ChNFs分散液,再將其與NRL復合,最后進行澆鑄成型。這樣不僅耗時,而且工藝復雜。故需要尋找一種簡單的方法來實現(xiàn)ChNFs在NRL中的高含量填充。本文主要針對ChNFs的表面基團如何影響其在NRL中的分... 

【文章來源】：青島科技大學山東省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

（a）從橡膠樹上割下天然膠乳;（b）天然膠乳的微觀結(jié)構(gòu)圖;（c）天然膠乳顆粒表面

1.3 甲殼素簡介1.3.1 甲殼素的結(jié)構(gòu)、來源及應(yīng)用眾所周知，甲殼素是天然存在的多聚糖，通過 β（1-4）連接，由 2-乙酰氨基-2-脫氧-D-葡萄糖組成（如圖 1-2（A）所示）。甲殼素的結(jié)構(gòu)與纖維素非常相似，均是自然界廣泛存在的生物質(zhì)材料。它們均是生物體的支撐材料，存在于活的植物或動物體中。尺寸大小是由納米級的簡單分子結(jié)構(gòu)到高度結(jié)晶的原纖維結(jié)構(gòu)再到微米級的復合材料結(jié)構(gòu).因此，從本質(zhì)上它們具有轉(zhuǎn)變成結(jié)晶性納米顆粒和納米纖維的能力，并發(fā)現(xiàn)其在納米復合材料領(lǐng)域的應(yīng)用。眾所周知，甲殼素可在生物體內(nèi)形成定向排列的微纖維結(jié)構(gòu)。根據(jù)其生物來源，這些直徑為 2.5 至 25 nm 的原纖維通常嵌入蛋白質(zhì)基質(zhì)中。殼聚糖作為甲殼素最重要的衍生物，可以通過甲殼素的脫乙�；苽鋄26-29]。甲殼素和殼聚糖都有許多優(yōu)良的性能，包括生物相容性、生物降解性、無毒性和易吸收等特性，因此它們可以廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學，農(nóng)業(yè)，水處理和化妝品等各個領(lǐng)域[30-36]。

生物醫(yī)藥），可再生的環(huán)保型生物質(zhì)材料，節(jié)肢動物的外骨骼材料包括礦化纖維甲殼素基組織。這種生物納米復合材料最大的的特征就是其嚴格的多層次組織結(jié)構(gòu)，揭示了各種結(jié)構(gòu)層次：在分子結(jié)構(gòu)層次上是多糖甲殼素本身。它反平行排列形成 α-甲殼素晶體。下一個結(jié)構(gòu)層次是 18-25個這樣的分子以窄晶體單元和長晶體單元的形式排列，這些晶體單元被蛋白質(zhì)包裹，形成直徑約 2-5 nm 和長度約 300 nm 的納米纖絲。接下來的結(jié)構(gòu)層次就由這些納米纖維中的一些聚集體形成直徑大約為 50-300 nm 的甲殼素- 蛋白質(zhì)纖維。這些甲殼素 - 蛋白質(zhì)纖維形成平面編織和周期性分支網(wǎng)絡(luò)（甲殼素-蛋白質(zhì)層）。纖維之間的間隙中填充的是微觀和納米尺寸的蛋白質(zhì)和生物礦物質(zhì)材料。礦物質(zhì)大多數(shù)是結(jié)晶的 CaCO3，也可能是無定形顆粒，這取決于物種和蛻皮周期。整體層次結(jié)構(gòu)中最具特色的層次，甚至在光學顯微鏡也能看到的結(jié)構(gòu)層次被稱為扭曲膠合板結(jié)構(gòu)或 Bouligand 圖案。這種結(jié)構(gòu)是通過纖維狀甲殼素-蛋白質(zhì)層的螺旋堆積序列所形成。一個這樣厚度的扭曲膠合板或 Bouligand 圖案結(jié)構(gòu)層對應(yīng)一個某些堆疊密度逐漸增大的平面，圍繞它們的法線軸旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生復雜的結(jié)構(gòu)。上述所闡述的甲殼素多層次結(jié)構(gòu)如圖 1-3所示[36,37]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]甲殼素基新材料研究進展[J]. 施曉文,李曉霞,杜予民.  高分子學報. 2011(01)



本文編號：3503935