聚乳酸(PLA)是一種可再生的具有優(yōu)良生物相容性和生物可降解性的脂肪族聚酯類高分子,有望成為不可再生的石油基聚合物的替代品,但由于聚乳酸結(jié)晶速度慢、熱穩(wěn)定性差等缺點(diǎn),限制了其廣泛應(yīng)用。本文擬采用具有生物可降解性的納米纖維素改善聚乳酸的性能。首先以微晶纖維素(MCC)為原料,采用硫酸水解法制備纖維素納米晶(CNC),對CNC的制備工藝進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化,得出酸解的最佳工藝條件,在優(yōu)化的工藝條件下,可制得長200 nm、寬20 nm左右的棒狀粒子,CNC大小分布均勻,其水懸浮液呈藍(lán)色透明狀,可長時間放置而不絮凝。X-射線衍射分析表明MCC和CNC的結(jié)晶度分別為77.99%和87.52%,證明酸解發(fā)生在無定形區(qū)。熱失重分析表明CNC的熱穩(wěn)定性較MCC降低。為了使CNC均勻分散到PLA基體中,分別采用兩種不同的方法制備PLA/CNC復(fù)合材料。第一種是熔融共混法,為了降低CNC的極性,改善其熱穩(wěn)定性,首先通過電導(dǎo)率滴定的方法測定CNC表面硫酸酯基的質(zhì)量分?jǐn)?shù),再采用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)對其改性,改性后的CNC極性降低,熱穩(wěn)定性提升。熔融共混后的材料結(jié)晶速度沒有明顯改善,彎曲強(qiáng)力和模量均較純...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 聚乳酸
        1.2.1 聚乳酸的性能
        1.2.2 聚乳酸的共混改性
    1.3 可降解聚乳酸基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 聚乳酸/殼聚糖復(fù)合材料
        1.3.2 聚乳酸/淀粉復(fù)合材料
        1.3.3 聚乳酸/植物纖維復(fù)合材料
        1.3.4 聚乳酸/細(xì)菌纖維素復(fù)合材料
        1.3.5 聚乳酸/納米纖維素復(fù)合材料
    1.4 纖維素
        1.4.1 纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)
        1.4.2 纖維素的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)
        1.4.3 納米纖維素的制備
        1.4.4 納米纖維素的改性
        1.4.5 納米纖維素的應(yīng)用
    1.5 研究目的和研究內(nèi)容
        1.5.1 研究目的和意義
        1.5.2 研究內(nèi)容
第二章 纖維素納米晶的制備及其表征
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗試劑與儀器
        2.2.1 實(shí)驗試劑
        2.2.2 實(shí)驗儀器
    2.3 制備方法
    2.4 表征方法
        2.4.1 粒徑測試
        2.4.2 產(chǎn)率計算
        2.4.3 紅外光譜分析
        2.4.4 透射電鏡
        2.4.5 掃描電鏡
        2.4.6 X射線衍射
        2.4.7 熱失重分析
    2.5 結(jié)果與討論
        2.5.1 酸解參數(shù)對纖維素納米晶產(chǎn)率和粒徑的影響
        2.5.2 纖維素納米晶性能表征
    2.6 本章小結(jié)
第三章 聚乳酸/纖維素納米晶復(fù)合材料性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗試劑與儀器
        3.2.1 實(shí)驗試劑
        3.2.2 實(shí)驗儀器
    3.3 實(shí)驗步驟
        3.3.1 熔融共混法制備PLA/CNC復(fù)合材料
        3.3.2 皮克林乳液法制備PLA/CNC復(fù)合材料
    3.4 表征方法
        3.4.1 紅外表征
        3.4.2 電導(dǎo)率的測量及硫酸酯含量的計算
        3.4.3 熱失重分析
        3.4.4 差示掃描熱分析
        3.4.5 粒徑及Zeta電位的測定
        3.4.6 彎曲強(qiáng)力
    3.5 結(jié)果與討論
        3.5.1 改性CNC的表征
        3.5.2 熔融共混法制備的復(fù)合材料性能研究
        3.5.3 電解質(zhì)濃度對皮克林乳液穩(wěn)定性的影響
        3.5.4 皮克林乳液法制備的復(fù)合材料性能研究
    3.6 本章小結(jié)
第四章 納米纖絲纖維素增強(qiáng)聚乳酸性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗試劑與儀器
        4.2.1 實(shí)驗試劑
        4.2.2 實(shí)驗儀器
    4.3 實(shí)驗步驟
    4.4 表征方法
        4.4.1 透射電鏡表征
        4.4.2 掃描電鏡表征
        4.4.3 差示掃描熱分析
        4.4.4 熱失重分析
        4.4.5 動態(tài)熱機(jī)械分析
        4.4.6 三點(diǎn)彎測試
    4.5 結(jié)果與討論
        4.5.1 復(fù)合材料形貌分析
        4.5.2 納米纖絲纖維素對復(fù)合材料熱性能的影響
        4.5.3 纖維素納米線對復(fù)合材料機(jī)械性能的影響
    4.6 本章小結(jié)
第五章 纖維素納米晶包覆聚乳酸微球的制備及其表征
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗試劑與儀器
        5.2.1 實(shí)驗試劑
        5.2.2 實(shí)驗儀器
    5.3 實(shí)驗步驟
        5.3.1 CNC包覆PLA微球的制備
        5.3.2 PLA/CNC多孔材料的制備
    5.4 表征方法
        5.4.1 激光粒度儀
        5.4.2 熒光顯微鏡
        5.4.3 場發(fā)射掃描電鏡
    5.5 結(jié)果與討論
        5.5.1 CNC濃度對皮克林乳液及PLA/CNC微球粒徑的影響
        5.5.2 水油質(zhì)量比對皮克林乳液及PLA/CNC微球粒徑的影響
        5.5.3 PLA的濃度對皮克林乳液及PLA/CNC微球粒徑的影響
        5.5.4 均質(zhì)時間對皮克林乳液及PLA/CNC微球粒徑的影響
        5.5.5 PLA/CNC微球SEM及TGA表征
        5.5.6 PLA/CNC多孔材料表征
    5.6 本章小結(jié)
第六章 全文結(jié)論與展望
    6.1 全文結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3744154