天然胶乳/甲壳素纳米晶复合薄膜的制备及其结构与性能的研究
发布时间：2021-11-19 00:43
天然胶乳（NRL）来自于天然橡胶树,是一种可再生的生物质材料,但是因其固体胶（NR）的力学性能较差,限制了其广泛应用,因此,有关NRL的增强的研究,一直以来都受到国内外学者的关注。但是常规材料如炭黑、蒙脱土等纳米粒子原料不可再生,与NRL相容性差;新型填料如碳纳米管、石墨烯等纳米填料制备过程中高耗能,成本较高,不易大规模生产。然而,主要来源于虾壳,蟹壳的甲壳素（Chitin）,尤其是其衍生物甲壳素纳米晶（ChNFs）具有高结晶度,高拉伸强度、高弹性模量、可生物降解等特点,因此,本文选择生物质材料-甲壳素纳米晶（ChNFs）,研究其对NRL的补强作用。ChNFs表面基团的差异可能导致其自身相互作用力的不同,进而影响其在NRL中的分散性。而且,在聚合物中,高含量填充纳米填料会显著提高聚合物的力学性能,但往往会导致纳米粒子团聚,分散性差。目前实现高含量ChNFs填充NRL的方法一般是先制备出ChNFs分散液,再将其与NRL复合,最后进行浇铸成型。这样不仅耗时,而且工艺复杂。故需要寻找一种简单的方法来实现ChNFs在NRL中的高含量填充。本文主要针对ChNFs的表面基团如何影响其在NRL中的分...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）从橡胶树上割下天然胶乳;（b）天然胶乳的微观结构图;（c）天然胶乳颗粒表面
1.3 甲壳素简介1.3.1 甲壳素的结构、来源及应用众所周知，甲壳素是天然存在的多聚糖，通过 β（1-4）连接，由 2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖组成（如图 1-2（A）所示）。甲壳素的结构与纤维素非常相似，均是自然界广泛存在的生物质材料。它们均是生物体的支撑材料，存在于活的植物或动物体中。尺寸大小是由纳米级的简单分子结构到高度结晶的原纤维结构再到微米级的复合材料结构.因此，从本质上它们具有转变成结晶性纳米颗粒和纳米纤维的能力，并发现其在纳米复合材料领域的应用。众所周知，甲壳素可在生物体内形成定向排列的微纤维结构。根据其生物来源，这些直径为 2.5 至 25 nm 的原纤维通常嵌入蛋白质基质中。壳聚糖作为甲壳素最重要的衍生物，可以通过甲壳素的脱乙酰化制备[26-29]。甲壳素和壳聚糖都有许多优良的性能，包括生物相容性、生物降解性、无毒性和易吸收等特性，因此它们可以广泛应用于生物医学，农业，水处理和化妆品等各个领域[30-36]。
生物医药），可再生的环保型生物质材料，节肢动物的外骨骼材料包括矿化纤维甲壳素基组织。这种生物纳米复合材料最大的的特征就是其严格的多层次组织结构，揭示了各种结构层次：在分子结构层次上是多糖甲壳素本身。它反平行排列形成 α-甲壳素晶体。下一个结构层次是 18-25个这样的分子以窄晶体单元和长晶体单元的形式排列，这些晶体单元被蛋白质包裹，形成直径约 2-5 nm 和长度约 300 nm 的纳米纤丝。接下来的结构层次就由这些纳米纤维中的一些聚集体形成直径大约为 50-300 nm 的甲壳素- 蛋白质纤维。这些甲壳素 - 蛋白质纤维形成平面编织和周期性分支网络（甲壳素-蛋白质层）。纤维之间的间隙中填充的是微观和纳米尺寸的蛋白质和生物矿物质材料。矿物质大多数是结晶的 CaCO3，也可能是无定形颗粒，这取决于物种和蜕皮周期。整体层次结构中最具特色的层次，甚至在光学显微镜也能看到的结构层次被称为扭曲胶合板结构或 Bouligand 图案。这种结构是通过纤维状甲壳素-蛋白质层的螺旋堆积序列所形成。一个这样厚度的扭曲胶合板或 Bouligand 图案结构层对应一个某些堆叠密度逐渐增大的平面，围绕它们的法线轴旋转，从而产生复杂的结构。上述所阐述的甲壳素多层次结构如图 1-3所示[36,37]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]甲壳素基新材料研究进展[J]. 施晓文,李晓霞,杜予民. 高分子学报. 2011(01)
本文编号：3503935
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）从橡胶树上割下天然胶乳;（b）天然胶乳的微观结构图;（c）天然胶乳颗粒表面
1.3 甲壳素简介1.3.1 甲壳素的结构、来源及应用众所周知，甲壳素是天然存在的多聚糖，通过 β（1-4）连接，由 2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖组成（如图 1-2（A）所示）。甲壳素的结构与纤维素非常相似，均是自然界广泛存在的生物质材料。它们均是生物体的支撑材料，存在于活的植物或动物体中。尺寸大小是由纳米级的简单分子结构到高度结晶的原纤维结构再到微米级的复合材料结构.因此，从本质上它们具有转变成结晶性纳米颗粒和纳米纤维的能力，并发现其在纳米复合材料领域的应用。众所周知，甲壳素可在生物体内形成定向排列的微纤维结构。根据其生物来源，这些直径为 2.5 至 25 nm 的原纤维通常嵌入蛋白质基质中。壳聚糖作为甲壳素最重要的衍生物，可以通过甲壳素的脱乙酰化制备[26-29]。甲壳素和壳聚糖都有许多优良的性能，包括生物相容性、生物降解性、无毒性和易吸收等特性，因此它们可以广泛应用于生物医学，农业，水处理和化妆品等各个领域[30-36]。
生物医药），可再生的环保型生物质材料，节肢动物的外骨骼材料包括矿化纤维甲壳素基组织。这种生物纳米复合材料最大的的特征就是其严格的多层次组织结构，揭示了各种结构层次：在分子结构层次上是多糖甲壳素本身。它反平行排列形成 α-甲壳素晶体。下一个结构层次是 18-25个这样的分子以窄晶体单元和长晶体单元的形式排列，这些晶体单元被蛋白质包裹，形成直径约 2-5 nm 和长度约 300 nm 的纳米纤丝。接下来的结构层次就由这些纳米纤维中的一些聚集体形成直径大约为 50-300 nm 的甲壳素- 蛋白质纤维。这些甲壳素 - 蛋白质纤维形成平面编织和周期性分支网络（甲壳素-蛋白质层）。纤维之间的间隙中填充的是微观和纳米尺寸的蛋白质和生物矿物质材料。矿物质大多数是结晶的 CaCO3，也可能是无定形颗粒，这取决于物种和蜕皮周期。整体层次结构中最具特色的层次，甚至在光学显微镜也能看到的结构层次被称为扭曲胶合板结构或 Bouligand 图案。这种结构是通过纤维状甲壳素-蛋白质层的螺旋堆积序列所形成。一个这样厚度的扭曲胶合板或 Bouligand 图案结构层对应一个某些堆叠密度逐渐增大的平面，围绕它们的法线轴旋转，从而产生复杂的结构。上述所阐述的甲壳素多层次结构如图 1-3所示[36,37]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]甲壳素基新材料研究进展[J]. 施晓文,李晓霞,杜予民. 高分子学报. 2011(01)
本文编号：3503935
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