纖維素是天然材料中應(yīng)用最為廣泛的一種,它被認為是一個取之不盡,用之不竭的原料來源,以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的可持續(xù)發(fā)展的需求。自文明的誕生以來,纖維素的應(yīng)用就與人類的生活息息相關(guān)。從服裝和紙再到建筑材料都離不開它的作用。纖維素納米晶（Cellulose Nanocrystal,CNCs）是一種由纖維素進一步處理得到的纖維狀一維納米材料,因其納米形態(tài)下的獨特的理化性質(zhì)及可再生性和多功能性,它吸引了大量研究者的關(guān)注。CNCs表面大量存在的活性羥基為其功能化修飾提供了極大的便利,可以通過各種化學反應(yīng)對其表面進行共價改性,比如酯化,醚化,氧化,硅烷化,高分子接枝等等。以此來來賦予它獨特的性質(zhì),從而制備出新型的纖維素基多功能納米材料,并將其應(yīng)用擴展到更為廣闊的領(lǐng)域。因此,發(fā)展更具效率更加通用的表面修飾方法對于CNCs的應(yīng)用來說意義重大。近年來,基于表面引發(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（Atom transfer radical polymerization,ATRP）)以及可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移（Reversible addition-fragmentation chain transfer,RAFT）聚合方法對 ... 

【文章來源】：南昌大學江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．〗纖維素的分子結(jié)構(gòu)及其分子間和分子內(nèi)氫鍵??由于纖維素分子鏈中羥基的排列位置不同，三個羥基（－０Ｈ）沿著纖維素鏈向??

第一章引言??ＣＮＣ?ｆｒｏｍ?ＵｓＨａｒ?ｓｅｅｄ?ＣＮＣ?ｆｒｏｍ?ｏｉｌ?ｐａｌｍ?ＣＮＣ?ｆｒｏｍ?ｒｅ＜ｆ?ａｌｇａｅ??“?ＪＨＬ：ｊ??ＣＮＣ?ｆｒｏｍ?ｓｅａ?ｐｌａｎｔ?ＣＮＣ?ｆｒｏｍ?ｔｕｎｉｃａｔｅ?ＣＮＣ?ｆｒｏｍ?ｂａｃｔｌｒｉａｌ?ｃ？Ｍｕ隹ｏ￥ｅ??圖１．２纖維素納米晶的透射電鏡圖像，分別來源于（ａ）軟木（ｂ）硬木（ｃ）番茄皮??（ｄ）牛角瓜（ｅ）油棕（ｆ）紅藻（ｇ）海草（ｈ）背囊動物（ｉ）細菌纖維間??由于其受限的反應(yīng)活性，人們發(fā)現(xiàn)原始纖維素的應(yīng)用領(lǐng)域非常有限。然而，??由纖維素納米晶體組成的三維層次結(jié)構(gòu)為從工程到生物醫(yī)學等新領(lǐng)域開辟了新??的機遇。ＣＮＣｓ的獨特的物理化學特性組合，如生物相容性、生物降解性、光學??透明度和各向異性、低成本、高拉伸強度、彈性、低密度、大比表面積和適應(yīng)性??表面化學。如此獨特的ＣＮＣｓ性能促進了一系列新型功能生物材料的發(fā)展，改變??了科學和工程不同學科的研宄。在實驗室規(guī)模上，ＣＮＣｓ已廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料、??分離膜、阻隔膜、特定酶固定化、超級電容器、抗菌膜、醫(yī)用植入物、綠色催化??劑、乳液穩(wěn)定劑、生物傳感器、藥物傳遞、電池和電子設(shè)備模板等領(lǐng)域，成為可??持續(xù)的低成本環(huán)保材料。［４１，４２］然而，盡管ＣＮＣｓ具有巨大的潛力，但在實際應(yīng)用??中，目前的ＣＮＣｓ功能化方法有一定的局限性。??７??

第一章引言??１．５傳統(tǒng)的可控／活性自由基聚合??１．５．１原子轉(zhuǎn)移自由基聚合??原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ＡＴＲＰ）是一種常用的自由基聚合及表面修飾技術(shù)，目??前己廣泛應(yīng)用于聚合物材料的制備。與其它ＣＲＰ聚合方法相比，ＡＴＲＰ通用性??高且高效。１９９５年首次報道以來，得到了相當廣泛的研宄和應(yīng)用。［４３４５］ＡＴＲＰ反??應(yīng)是通過過渡金屬的可逆氧化還原促使鹵原子的轉(zhuǎn)移從而活化處于休眠狀態(tài)的??鹵代烴。其機理如圖１．３所示，過渡金屬配體（Ｍｔ－Ｙ／Ｌｉｇａｎｄ，Ｙ代表配體）通過??可逆的氧化還原反應(yīng)失去一個電子并且從休眠種Ｒ－Ｘ上奪取一個鹵原子Ｘ，這??個過程中伴隨著碳鹵鍵的斷開產(chǎn)生自由基。聚合鏈增長的過程與傳統(tǒng)的自由基??聚合類似，是通過自由基活性種與反應(yīng)單體的快速加成來實現(xiàn)的。隨后，氧化態(tài)??的過渡金屬配合物能夠奪取高分子鏈自由基電子，過渡金屬配體被還原，高分子??鏈獲得鹵原子完成一個循環(huán)，使得聚合過程可控。在這一聚合過程中有許多能夠??影響反應(yīng)的進程的因素，如配體分子與過渡金屬的比例，配體、溶劑或引發(fā)劑種??類的選擇等，這些影響因素的調(diào)控為ＡＴＲＰ的發(fā)展提供了無限可能。??火ａｃｔ?—．?＾??Ｒ－Ｘ?＋?Ｍｔｎ－Ｙ?／?Ｌｉｇａｎｄ?．?—?－?Ｒ?？?＋?Ｘ－Ｍｔ?－Ｙ?／?Ｌｉｇａｎｄ??Ｗｔ?Ｗ、＞＇??ｍｏｎｏｍｅｒ?ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ??圖１．３?ＡＴＲＰ聚合機理??在ＡＴＲＰ的發(fā)展進程中，通過設(shè)計合適的催化劑（過渡金屬配合物），開發(fā)和??使用具有合適結(jié)構(gòu)的引發(fā)劑，調(diào)整聚合條件，使得分子量與轉(zhuǎn)化率線性呈線性相??關(guān)，并且使得聚合物的ＰＤＩ達到可控。這使得對聚合物鏈的拓撲結(jié)構(gòu)（星型、梳??狀、


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