功能性乙基纖維素-松香復合膜的合成與性能表征
發(fā)布時間：2021-07-31 04:58
以松香衍生物馬來海松酸（MPA）為原料,通過酯化反應將其接枝到乙基纖維素（EC）骨架上合成乙基纖維素-松香基聚合物（EC-g-MPA）,然后采用環(huán)氧大豆油（ESO）對其進行改性和內(nèi)增塑,制備了生物基復合膜（EC-g-MPA-ESO）,并對EC-g-MPA的結(jié)構(gòu)和EC-g-MPA-ESO的結(jié)構(gòu)及性能進行表征。研究結(jié)果表明:FT-IR、1H NMR和UV-Vis證實MPA已成功接枝到EC分子上;復合膜EC-g-MPA-ESO具有一定的紫外吸收能力,且相比于EC和EC-g-MPA,復合膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）有所降低,同時具有較好的韌性;當ESO用量（以EC-g-MPA質(zhì)量計）達到20%時,其拉伸強度達到最大值12.07 MPa,力學性能最佳;循環(huán)拉伸實驗證實EC-g-MPA-ESO的彈性恢復系數(shù)隨著伸長率的增加而增加,當伸長率達到80%時,其彈性恢復系數(shù)可以達到54.6%,表明EC-g-MPA-ESO具有優(yōu)異的回彈性,可作為一種熱塑性彈性體。該復合膜具有纖維素骨架和松香結(jié)構(gòu)官能團,有望應用于紫外吸收和可降解薄膜材料領域。
【文章來源】：林產(chǎn)化學與工業(yè). 2020,40(02)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
EC-g-MPA的合成路線
EC-g-MPA的1H NMR譜圖見圖3。EC中甲基上質(zhì)子的化學位移在δ 1.2,MPA分子的引入,其亞甲基上質(zhì)子的化學位移在δ 1.2～2.0。由圖3可看到EC-g-MPA上MPA的不飽和雙鍵的質(zhì)子峰(δ 5.6),證實MPA已成功接枝到EC分子上。Fig.3 1H NMR spectrum of EC-g-MPA
通過將MPA接枝到EC骨架上制備出EC-g-MPA,并研究其成膜性,然后進行UV/Vis吸收測試,結(jié)果如圖4所示。由圖4(a)和(b)可見,相對于EC,EC-g-MPA在200～300 nm存在UV吸收和過濾,這表明EC-g-MPA與MPA一樣,具有一定的紫外光吸收和過濾性能,同時也進一步證實了MPA成功接枝到EC骨架。EC-g-MPA-20%ESO的紫外吸收和透過率曲線在200～250 nm區(qū)間大致與EC-g-MPA重合,而在250～300 nm區(qū)間,EC-g-MPA-20%ESO紫外吸收強度明顯大于EC-g-MPA,相對應的EC-g-MPA-20%ESO的紫外透過率明顯低于EC-g-MPA。松香的主要成分樹脂酸的三環(huán)菲結(jié)構(gòu)中含有多個不飽和雙鍵,其分子在聚合物中能形成π-π堆積,從而具有一定的紫外吸收和過濾特性,該現(xiàn)象已在本課題組前期的研究工作中得到證實[16,21]。將MPA與EC進行接枝反應后,聚合物分子中仍然含有不飽和雙鍵,使得EC-g-MPA薄膜具有紫外吸收和過濾的性能。將ESO引入EC-g-MPA中,由于ESO分子中的環(huán)氧基與EC-g-MPA分子中的酸酐基團進行開環(huán)反應,使EC-g-MPA-20%ESO的紫外吸收強于EC-g-MPA,相對應的使EC-g-MPA-20%ESO的紫外透過率強于EC-g-MPA。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]石墨烯/碳納米管協(xié)同增強再生纖維素復合薄膜的導熱性能研究[J]. 楊勝都,孫鑫,李毅,薛白,謝蘭,許開華,鄭強. 塑料工業(yè). 2019(09)
[2]醋酸纖維素薄膜電泳法分離血清蛋白質(zhì)實驗方法優(yōu)化[J]. 汪艷杰,許國權(quán),郭瑞,胡志輝. 亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥. 2019(08)
[3]凝固劑對玉米淀粉/棉纖維素薄膜降解性能的影響[J]. 田銀彩,楊倩. 塑料工業(yè). 2019(08)
[4]納米纖維素/碳納米管復合薄膜的制備及濕敏性能[J]. 朱朋輝,陳港,歐華杰,蔣晨穎,車明陽. 華南理工大學學報(自然科學版). 2019(08)
[5]PET纖維增強納米纖維素薄膜撕裂性能的研究[J]. 張德健,方志強,劉宇,侯高遠,李冠輝,孫澤宇,張詩曼,劉映堯. 造紙科學與技術(shù). 2019(04)
[6]纖維素硫酸酯制備研究進展[J]. 蔣革,楊銘,唐川. 功能材料. 2019(07)
碩士論文
[1]再生纖維素基復合薄膜的制備及阻隔性研究[D]. 譚溫珍.西安理工大學 2019
[2]松香基表面活性劑的合成及自組織研究[D]. 雷嵐.江南大學 2017
[3]機械球磨輔助靜電紡絲制備殼聚糖/乙基纖維素復合膜及血液相容性[D]. 董文苑.海南大學 2017
[4]基于乙基纖維素/殼聚糖的刺激響應性超分子體系的構(gòu)筑[D]. 簡春梅.清華大學 2014
本文編號：3312813
【文章來源】：林產(chǎn)化學與工業(yè). 2020,40(02)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
EC-g-MPA的合成路線
EC-g-MPA的1H NMR譜圖見圖3。EC中甲基上質(zhì)子的化學位移在δ 1.2,MPA分子的引入,其亞甲基上質(zhì)子的化學位移在δ 1.2～2.0。由圖3可看到EC-g-MPA上MPA的不飽和雙鍵的質(zhì)子峰(δ 5.6),證實MPA已成功接枝到EC分子上。Fig.3 1H NMR spectrum of EC-g-MPA
通過將MPA接枝到EC骨架上制備出EC-g-MPA,并研究其成膜性,然后進行UV/Vis吸收測試,結(jié)果如圖4所示。由圖4(a)和(b)可見,相對于EC,EC-g-MPA在200～300 nm存在UV吸收和過濾,這表明EC-g-MPA與MPA一樣,具有一定的紫外光吸收和過濾性能,同時也進一步證實了MPA成功接枝到EC骨架。EC-g-MPA-20%ESO的紫外吸收和透過率曲線在200～250 nm區(qū)間大致與EC-g-MPA重合,而在250～300 nm區(qū)間,EC-g-MPA-20%ESO紫外吸收強度明顯大于EC-g-MPA,相對應的EC-g-MPA-20%ESO的紫外透過率明顯低于EC-g-MPA。松香的主要成分樹脂酸的三環(huán)菲結(jié)構(gòu)中含有多個不飽和雙鍵,其分子在聚合物中能形成π-π堆積,從而具有一定的紫外吸收和過濾特性,該現(xiàn)象已在本課題組前期的研究工作中得到證實[16,21]。將MPA與EC進行接枝反應后,聚合物分子中仍然含有不飽和雙鍵,使得EC-g-MPA薄膜具有紫外吸收和過濾的性能。將ESO引入EC-g-MPA中,由于ESO分子中的環(huán)氧基與EC-g-MPA分子中的酸酐基團進行開環(huán)反應,使EC-g-MPA-20%ESO的紫外吸收強于EC-g-MPA,相對應的使EC-g-MPA-20%ESO的紫外透過率強于EC-g-MPA。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]石墨烯/碳納米管協(xié)同增強再生纖維素復合薄膜的導熱性能研究[J]. 楊勝都,孫鑫,李毅,薛白,謝蘭,許開華,鄭強. 塑料工業(yè). 2019(09)
[2]醋酸纖維素薄膜電泳法分離血清蛋白質(zhì)實驗方法優(yōu)化[J]. 汪艷杰,許國權(quán),郭瑞,胡志輝. 亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥. 2019(08)
[3]凝固劑對玉米淀粉/棉纖維素薄膜降解性能的影響[J]. 田銀彩,楊倩. 塑料工業(yè). 2019(08)
[4]納米纖維素/碳納米管復合薄膜的制備及濕敏性能[J]. 朱朋輝,陳港,歐華杰,蔣晨穎,車明陽. 華南理工大學學報(自然科學版). 2019(08)
[5]PET纖維增強納米纖維素薄膜撕裂性能的研究[J]. 張德健,方志強,劉宇,侯高遠,李冠輝,孫澤宇,張詩曼,劉映堯. 造紙科學與技術(shù). 2019(04)
[6]纖維素硫酸酯制備研究進展[J]. 蔣革,楊銘,唐川. 功能材料. 2019(07)
碩士論文
[1]再生纖維素基復合薄膜的制備及阻隔性研究[D]. 譚溫珍.西安理工大學 2019
[2]松香基表面活性劑的合成及自組織研究[D]. 雷嵐.江南大學 2017
[3]機械球磨輔助靜電紡絲制備殼聚糖/乙基纖維素復合膜及血液相容性[D]. 董文苑.海南大學 2017
[4]基于乙基纖維素/殼聚糖的刺激響應性超分子體系的構(gòu)筑[D]. 簡春梅.清華大學 2014
本文編號：3312813
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