隨著化石資源的枯竭和白色污染的加劇,使用綠色可再生原料制備環(huán)境友好復(fù)合材料具有重大意義。纖維素是世界上產(chǎn)量最大的天然可再生高分子。近二十年來,由于纖維素納米晶(Cellulose Nanocrystals,CNCs)具有高強(qiáng)度、優(yōu)良的光學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性能等特點(diǎn),受到了學(xué)術(shù)界廣泛的關(guān)注。改進(jìn)CNCs的制備方法,提高CNCs的產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)率,是當(dāng)前的研究難點(diǎn)。水性聚氨酯(Waterborne Polyurethane,WPU)由于不含有機(jī)溶劑,符合環(huán)保的要求,其合成和應(yīng)用研究越來越廣泛。尤其是采用綠色原料如植物油、乳酸等合成WPU成為一個(gè)重要的研究方向。本論文針對(duì)納米復(fù)合薄膜研究的不足,采用CNCs復(fù)合WPU制備復(fù)合薄膜,研究其性能,探索其離子相互作用機(jī)理,以期為納米纖維素的高值化應(yīng)用開辟新的途徑,為高強(qiáng)度的納米復(fù)合薄膜的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。WPU中添加CNCs,可以制備高強(qiáng)度的納米復(fù)合薄膜,其在生物醫(yī)學(xué)、家具涂料、食品包裝等領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力。本論文的主要研究結(jié)果如下:(1)率先采用室溫預(yù)處理步驟,對(duì)硫酸水解法制備CNCs的反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化。設(shè)置0-180 min不同的預(yù)處理時(shí)間,考...

【文章頁(yè)數(shù)】：154 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 纖維素納米晶
        1.1.1 纖維素納米晶的制備方法
        1.1.2 纖維素納米晶的改性
    1.2 納米復(fù)合材料的主要制備方法和作用機(jī)理
    1.3 纖維素納米晶復(fù)合材料的制備、性能和機(jī)理研究
        1.3.1 纖維素納米晶復(fù)合材料的制備、性能和應(yīng)用
        1.3.2 離子相互作用機(jī)理在納米纖維素復(fù)合材料中的應(yīng)用
    1.4 WPU/CNCs復(fù)合薄膜的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 水性聚氨酯
        1.4.2 WPU/CNCs復(fù)合薄膜的制備和性能
    1.5 選題的目的、意義及主要研究?jī)?nèi)容
第二章 纖維素納米晶的制備
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
        2.2.1 主要原料和儀器
        2.2.2 CNCs的制備
        2.2.3 純CNCs薄膜的制備
        2.2.4 表征方法
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 CNCs納米粒子形貌和產(chǎn)率
        2.3.2 紅外光譜分析
        2.3.3 XRD分析
        2.3.4 熱重分析
        2.3.5 接觸角分析和CNCs懸浮液的雙折射現(xiàn)象
    2.4 本章小結(jié)
第三章 高填料量水性聚氨酯/纖維素納米晶復(fù)合薄膜的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
        3.2.1 主要原料和儀器
        3.2.2 CNCs的制備
        3.2.3 WPU/CNCs納米復(fù)合物薄膜的制備
        3.2.4 性能測(cè)試方法
        3.2.5 結(jié)構(gòu)表征方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 納米復(fù)合薄膜化學(xué)成分及微觀結(jié)構(gòu)
        3.3.2 納米復(fù)合物薄膜性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 陰陽(yáng)離子化的CNCs/WPU復(fù)合薄膜的制備及性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
        4.2.1 主要原料和儀器
        4.2.2 WPU/CNCs納米復(fù)合薄膜的制備
        4.2.3 性能測(cè)試方法
        4.2.4 結(jié)構(gòu)表征方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 納米復(fù)合薄膜化學(xué)成分及微觀結(jié)構(gòu)
        4.3.2 納米復(fù)合薄膜的性能
        4.3.3 結(jié)構(gòu)-性能機(jī)理
    4.4 本章小結(jié)
第五章 陰陽(yáng)離子化CNCs/WPLAU可降解復(fù)合薄膜的制備及性能研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
        5.2.1 主要原料和儀器
        5.2.2 陰離子化WPLAU的制備
        5.2.3 AWPLAU/CNCs納米復(fù)合薄膜的制備
        5.2.4 陽(yáng)離子化WPLAU的制備
        5.2.5 CWPLAU/CNCs納米復(fù)合薄膜的制備
        5.2.6 性能測(cè)試方法
        5.2.7 結(jié)構(gòu)表征方法
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 樣品的材料學(xué)表征
        5.3.2 材料的性能研究
        5.3.3 復(fù)合薄膜中兩組分相互作用機(jī)理探討
    5.4 本章小結(jié)
第六章 碳納米管/水性聚氨酯/納米纖維素層狀復(fù)合薄膜的制備及性能探索
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
        6.2.1 主要原料和儀器
        6.2.2 碳納米管懸浮液的制備
        6.2.3 基本原料液的配制
        6.2.4 復(fù)合薄膜的制備
        6.2.5 性能測(cè)試方法
        6.2.6 結(jié)構(gòu)表征方法
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 層狀復(fù)合薄膜化學(xué)成分及微觀結(jié)構(gòu)
        6.3.2 層狀復(fù)合薄膜性能
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論、創(chuàng)新點(diǎn)及下一步工作的展望
    7.1 本論文的主要結(jié)論
    7.2 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 對(duì)下一步工作的展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)介
導(dǎo)師簡(jiǎn)介
獲得成果目錄
致謝



本文編號(hào)：3800596