复合纳米银及PVP的纤维素功能材料的制备、结构和性能研究
本文关键词:复合纳米银及PVP的纤维素功能材料的制备、结构和性能研究 出处:《华东师范大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:本课题通过两方面的工作,拓展了纤维素材料的功能并对复合材料的结构和性能进行研究。一类是通过纤维素与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)结合,制备得到纤维素/PVP水凝胶材料。另一类是复合纳米银粒子,制备得到纤维素/纳米银(AgNPs)复合膜材料。本课题均采用新型“绿色”溶剂体系(7wt% NaOH/12wt%尿素/81wt%H2O),溶解纤维素,得到透明的纤维素溶液,通过凝固浴中再生成膜和添加化学交联剂(ECH),使纤维素通过化学交联,得到复合水凝胶材料。以下为本论文的几方面研究工作:1、纤维素/PVP复合水凝胶材料制备和性能研究这部分工作将两种常见的高分子纤维素与PVP复合,成功制备纤维素/PVP复合水凝胶材料。并通过固体核磁方法对纤维素与PVP的相互作用进行研究。固体13C CP/MASNMR谱图结果表明:纤维素的羟基和PVP的羰基间形成氢键作用,正是由于这种相互作用,使得制备得到复合材料性能稳定;通过对复合材料的保水性和溶胀性研究,发现随着纤维素含量的增加,复合材料的保水性和溶胀性均有不同程度的提升。以上测试结果表明:纤维素/PVP水凝胶复合材料是一种具有良好性能的凝胶材料,具有较为广泛的应用前景。2、抗菌性纤维素/AgNPs复合膜材料的研究银纳米粒子是一种粒径为纳米级的金属银单质,是具有天然杀菌性能的杀菌剂,其主要特点是理化性质稳定和杀菌能力强。本实验采用还原法制备纳米银溶液,其中硼氢化钠为还原剂,还原硝酸银,得到纳米银溶液,PVP作为保护剂和分散剂。同时,PVP对纳米银与纤维素的稳定结合也起到了至关重要的作用。通过这种复合方法得到的纤维素/AgNPs膜材料经过通过紫外分光光度计、透射电镜(TEM)、固体核磁13C CP/MAS NMR等对纤维素和纤维素/AgNPs复合膜的结构进行研究,结果表明纳米银对纤维素的结构基本无影响;而PVP与纤维素之间存在的氢键作用使纳米银可在纤维素复合膜中稳定存在。该膜同时具有较好的力学性能和较高的透光性能。抗菌性测试结果表明:纤维素/AgNPs复合膜表现出极佳的抗菌、杀菌能力,对大肠杆菌的抗菌活性在3以上,灭菌率达到99%以上。
[Abstract]:In this paper, the function of cellulose materials is expanded and the structure and properties of composite materials are studied. One is the combination of cellulose with PVP (polyvinylpyrrolidone). Cellulose / PVP hydrogels were prepared. Cellulose / nano-AgNPs composite membrane materials were prepared. In this paper, a new "green" solvent system of 7wt% NaOH / 12wt% urea / 81wtH2O was used. By dissolving cellulose, a transparent cellulose solution was obtained, and the cellulose was cross-linked by chemical reaction by regenerating film in coagulation bath and adding chemical crosslinking agent. A composite hydrogel material was obtained. The following are several aspects of the research work in this thesis: 1. Preparation and Properties of Cellulose / PVP Composite Hydrogels; in this part of the work, two common polymeric cellulose and PVP were combined. Cellulose / PVP composite hydrogels were successfully prepared and the interaction between cellulose and PVP was studied by solid NMR method. The results of solid 13C CP/MASNMR showed that:. Hydrogen bonds were formed between hydroxyl groups of cellulose and carbonyl groups of PVP. It is precisely because of this interaction that the properties of the composites are stable. Through the study of the water retention and swelling properties of the composites, it was found that with the increase of cellulose content. The water retention and swelling properties of the composites were improved in different degrees. The results showed that the cellulose / PVP hydrogel composite was a kind of gel material with good properties. Research on Antibacterial Cellulose / AgNPs Composite membrane Materials; Silver nanoparticles are a kind of metallic silver simple material with nanometer particle size and are bactericides with natural bactericidal properties. The main characteristics of this experiment are stable physical and chemical properties and strong bactericidal ability. In this experiment, nanometer silver solution was prepared by reduction method, in which sodium borohydride was used as reducing agent to reduce silver nitrate to obtain silver nanoparticles solution. PVP is used as protectant and dispersant. PVP also plays an important role in the stable combination of nano-silver and cellulose. The cellulose / AgNPs membrane material obtained by this method is passed through ultraviolet spectrophotometer. The structure of cellulose / cellulose / AgNPs composite membrane was studied by transmission electron microscope (TEM) and solid nuclear magnetic resonance (13 C CP/MAS NMR). The results showed that nano-silver had little effect on the structure of cellulose. However, the hydrogen bond between PVP and cellulose makes silver nanoparticles stably exist in cellulose composite membrane. The film has good mechanical properties and high light transmittance. The antibacterial test results show that: 1. Cellulose / AgNPs composite membrane showed excellent antibacterial properties. Bactericidal ability, the antibacterial activity against Escherichia coli is more than 3, sterilization rate is more than 99%.
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB383.1;O636.11
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,本文编号:1416562
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