本文關(guān)鍵詞：棉漿納米纖維素共混膜的制備及性能研究

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【摘要】：隨著現(xiàn)代化工業(yè)的迅速發(fā)展,工農(nóng)業(yè)用水需求量激增,水資源浪費(fèi)以及污染問題日趨嚴(yán)重,人類正面臨著越來越嚴(yán)重的供水危機(jī)。膜分離技術(shù)是應(yīng)用于水處理的高新技術(shù),正受到世界各國的廣泛關(guān)注并在新世紀(jì)得到了飛速發(fā)展。膜分離技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是分離過程簡單易操作,無污染,分離效率高,處理規(guī)模大,可以對(duì)廢水進(jìn)行回收循環(huán)再利用。纖維素是地球上含量最豐富的可再生資源,具有高純度、高分子量、高結(jié)晶度、可降解性等優(yōu)點(diǎn),在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛,在膜材料制備中為首選。隨著膜科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展,對(duì)膜材料的性能提出了更高的要求,因而單一高分子材料已不能滿足膜制備的要求,因此對(duì)膜材料進(jìn)行改性以獲得不同性能的膜就顯得十分重要。為了擴(kuò)大纖維素在水處理技術(shù)方面的應(yīng)用,并結(jié)合納米材料的尺寸效應(yīng),本論文研究了納米纖維素的制備及其改性方法,將改性后納米纖維素與聚合物共混制備共混膜,并研究了共混膜的性能。首先,通過硫酸水解和超聲分散的方法從棉漿粕中提取并制備了尺寸較小的納米纖維素,通過正交實(shí)驗(yàn)研究硫酸濃度,酸漿比,反應(yīng)時(shí)間,反應(yīng)溫度等因素對(duì)粒徑的影響,確定了硫酸法制備棉漿納米纖維素的較佳工藝條件為:硫酸濃度62%,酸漿比30:1,反應(yīng)時(shí)間4h,反應(yīng)溫度60℃,納米纖維素的最小尺寸能夠達(dá)到198nm。其次,研究了乙�；男约{米纖維素的方法,以納米纖維素為原料,乙酸酐為酰化劑,冰乙酸為分散介質(zhì),濃硫酸為催化劑,通過單因素實(shí)驗(yàn)控制其反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、原料比例和催化劑用量,確定了納米纖維素的最佳改性條件為:乙酸酐和納米纖維素葡萄糖苷的摩爾比是2.85:1,反應(yīng)溫度80℃,反應(yīng)時(shí)間2h,平均尺寸在200nm-300nm。最后,將乙酰化改性的納米纖維素與純丙乳液共混,以丙酮為溶劑,納米二氧化鈦為添加劑,凝固浴為水,采用浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法制備了乙�；{米纖維素/純丙乳液共混膜。通過對(duì)共混膜的機(jī)械性能、水通量、脫鹽率的研究,確定了共混膜的最佳制膜條件為:純丙乳液聚合物含量3%(以總量為基準(zhǔn)),乙�；{米纖維素含量10%,添加劑的含量0.3%,乙�；{米纖維素/純丙乳液共混膜的抗張強(qiáng)度可以達(dá)到35.8MPa,水通量達(dá)到51L/(m2.h),脫鹽率達(dá)到92.4%,研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過乙�；男缘募{米纖維素在溶劑中的分散性較未改性之前有明顯提高,并且共混膜的抗張強(qiáng)度,脫鹽率隨著純丙乳液聚合物含量的增加而不斷增大。
【關(guān)鍵詞】：納米纖維素 改性 共混膜 性能
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.2
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 符號(hào)說明10-11
• 1 前言11-29
• 1.1 纖維素11-17
• 1.1.1 纖維素概述11-12
• 1.1.2 纖維素的改性12-16
• 1.1.3 纖維素改性的應(yīng)用16-17
• 1.2 納米纖維素17-22
• 1.2.1 納米纖維素的概述17
• 1.2.2 納米纖維素的制備及性能17-20
• 1.2.3 納米纖維素的改性20-21
• 1.2.4 納米纖維素的應(yīng)用21-22
• 1.3 膜分離技術(shù)22-27
• 1.3.1 膜分離技術(shù)22
• 1.3.2 膜材料22-26
• 1.3.3 膜分離技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)26-27
• 1.4 本論文研究意義及內(nèi)容27-29
• 1.4.1 本論文的研究背景及意義27-28
• 1.4.2 本論文的研究內(nèi)容28
• 1.4.3 課題來源28-29
• 2 棉漿納米纖維素的制備29-41
• 2.1 引言29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)原料和實(shí)驗(yàn)儀器29-30
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料29-30
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器30
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法30-31
• 2.3.1 納米纖維素的制備30-31
• 2.3.2 納米纖維素粒徑的測定31
• 2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論31-38
• 2.4.1 硫酸濃度對(duì)納米纖維素粒徑的影響31-32
• 2.4.2 球磨對(duì)納米纖維素粒徑的影響32-33
• 2.4.3 酸漿比對(duì)納米纖維素粒徑的影響33-34
• 2.4.4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)納米纖維素粒徑的影響34-35
• 2.4.5 反應(yīng)溫度對(duì)納米纖維素粒徑的影響35
• 2.4.6 正交實(shí)驗(yàn)35-37
• 2.4.7 較優(yōu)工藝條件下粒徑的測定37-38
• 2.5 納米纖維素的表征38-40
• 2.5.1 紅外光譜分析38-39
• 2.5.2 X射線衍射分析39-40
• 2.5.3 掃描電鏡分析40
• 2.6 本章小結(jié)40-41
• 3 納米纖維素乙�；男�41-53
• 3.1 引言41-42
• 3.2 實(shí)驗(yàn)原料和實(shí)驗(yàn)儀器42-43
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料42
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器42-43
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方法43-44
• 3.3.1 納米纖維素的預(yù)處理及乙酰化改性43
• 3.3.2 取代度的測定43-44
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論44-48
• 3.4.1 反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)物取代度的影響44-45
• 3.4.2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物取代度的影響45-46
• 3.4.3 乙酸酐用量對(duì)產(chǎn)物取代度的影響46-47
• 3.4.4 催化劑用量對(duì)產(chǎn)物取代度的影響47-48
• 3.5 納米纖維乙�；a(chǎn)物的表征48-50
• 3.5.1 紅外光譜分析48-49
• 3.5.2 X射線衍射分析49-50
• 3.5.3 粒徑分析50
• 3.6 本章小結(jié)50-53
• 4 納米纖維素改性共混膜的制備及膜性能的研究53-71
• 4.1 引言53-54
• 4.2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器54-55
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料54
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器54-55
• 4.3 實(shí)驗(yàn)方法55-57
• 4.3.1 共混膜的制備55-56
• 4.3.2 粒徑分析56
• 4.3.3 粘度的測定56-57
• 4.3.4 水通量的測定57
• 4.3.5 抗張強(qiáng)度的測定57
• 4.3.6 脫鹽率的測定57
• 4.4 結(jié)果與討論57-67
• 4.4.1 純丙乳液的粒徑分析58
• 4.4.2 乙酰化納米纖維素含量對(duì)成膜性能的影響58-61
• 4.4.3 純丙乳液聚合物含量對(duì)成膜性能的影響61-64
• 4.4.4 添加劑對(duì)成膜性能的影響64-67
• 4.5 共混膜的表征67-70
• 4.5.1 相差顯微鏡分析67-68
• 4.5.2 膜的形貌結(jié)構(gòu)分析68-69
• 4.5.3 X射線衍射分析69-70
• 4.6 本章小結(jié)70-71
• 5 結(jié)論與展望71-73
• 5.1 結(jié)論71-72
• 5.2 本實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新之處72
• 5.3 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 致謝78-79
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文79-80

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本文編號(hào)：935051