PLA/BC/MWCNTs复合材料的制备与性能
发布时间：2020-12-14 14:04
聚乳酸（PLA）是近年来研究最多的可生物降解高分子材料,但它强度不够高,脆性大,热稳定性和结晶性较差,为改善其性能,需对PLA进行改性。细菌纤维素（BC）是一种新型纳米生物材料,具有三维网络结构。碳纳米管（CNTs）具有优异的力学性能和热性能等,是理想的纳米增强体。将BC与CNTs接枝在一起对PLA进行改性,有望增强PLA的各种性能。本文首先用浓硝酸和浓硫酸对多壁碳纳米管（MWCNTs）进行氧化处理得MWCNTs-COOH;将 MWCNTs-COOH 与 KH560 进行反应制备 KH560 接枝 MWCNTs（MWCNTs-KH560）;再将 MWCNTs-KH560 与 BC 反应制备 MWCNTs-KH560-BC 接枝复合物。通过溶液共混法制备PLA/MWCNTs-KH560-BC复合母料,最后将复合母料按不同比例加入到PLA基体中,通过熔融共混法制备PLA/BC/MWCNTs复合材料。采用红外光谱（FT-IR）和热重分析（TGA）分析表征MWCNTs和BC的接枝改性结构,并估算MWCNTs对BC的相对接枝率。分别采用电子万能试验机、扫描电子显微镜（SEM）、TGA、透射偏光显...
【文章来源】：天津科技大学天津市
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?ＰＬＡ的分子结构??
?ＯＨ??ｎ??图１－２?ＢＣ的分子结构??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＢＣ??图１－３?ＢＣ的微观结构ＳＥＭ图??Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｈｅ?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＢＣ??１．２．２ＢＣ的性质？??ＢＣ因具有前面所述的结构而拥有很多特别而优异的性能ＰＩ。例如ＢＣ因具有网??状结构且分子上含有大量羟基而表现出特别能吸水的特点，没有干燥过的ＢＣ膜本身??所具有的持水值高达１０００％。ＢＣ还拥有良好的透气性能。ＢＣ的另一个特点就是它的??化学纯度和结晶度都非常高，基本上全是纤维素，这就使它有别于植物纤维，因为植??物纤维素通常含有半纤维素、木质素以及果胶等杂质，需要提纯。从力学性能上看，??ＢＣ的强度和高弹性模量也非常高，Ａｘ菌ＢＣ经干燥后的膜的杨氏模量超过１５ＧＰａ，??使它具有高强度的原因是ＢＣ分子结构中存在大量的氢键，其高结晶度和网络结构也??起到了很大的作用。ＢＣ在生物合成时虽然过程复杂但在宏观上却能进行人为控制，??使它达到我们所期望的目标样子这主要是因为ＢＣ的形状、大小、厚度和性质等??受到培养条件（如接种量、培养液的ｐＨ值、培养液的高度、培养容器的面积和培养??３??
图１－２?ＢＣ的分子结构??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＢＣ??图１－３?ＢＣ的微观结构ＳＥＭ图??Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｈｅ?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＢＣ??１．２．２ＢＣ的性质？??ＢＣ因具有前面所述的结构而拥有很多特别而优异的性能ＰＩ。例如ＢＣ因具有网??状结构且分子上含有大量羟基而表现出特别能吸水的特点，没有干燥过的ＢＣ膜本身??所具有的持水值高达１０００％。ＢＣ还拥有良好的透气性能。ＢＣ的另一个特点就是它的??化学纯度和结晶度都非常高，基本上全是纤维素，这就使它有别于植物纤维，因为植??物纤维素通常含有半纤维素、木质素以及果胶等杂质，需要提纯。从力学性能上看，??ＢＣ的强度和高弹性模量也非常高，Ａｘ菌ＢＣ经干燥后的膜的杨氏模量超过１５ＧＰａ，??使它具有高强度的原因是ＢＣ分子结构中存在大量的氢键，其高结晶度和网络结构也??起到了很大的作用。ＢＣ在生物合成时虽然过程复杂但在宏观上却能进行人为控制，??使它达到我们所期望的目标样子这主要是因为ＢＣ的形状、大小、厚度和性质等??受到培养条件（如接种量、培养液的ｐＨ值、培养液的高度、培养容器的面积和培养??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纳米管与石墨烯在储能电池中的应用[J]. 李健,官亦标,傅凯,苏岳锋,包丽颖,吴锋. 化学进展. 2014(07)
[2]非共价键法改性碳纳米管的研究进展[J]. 张文治,坚增运,王素敏,李建平. 高分子通报. 2014(06)
[3]环境友好型聚乳酸改性研究进展[J]. 夏敏,刘俊聪,王丹勇,李树虎,陈以蔚,王鲁飞. 工程塑料应用. 2014(03)
[4]细菌纤维素性质及应用的研究进展[J]. 汪丽粉,李政,贾士儒,张健飞. 微生物学通报. 2014(08)
[5]细菌纤维素的结构与性质及其应用研究进展[J]. 孙召霞,张素风,梅星贤. 湖北造纸. 2013(03)
[6]碳纳米管功能化表面修饰研究进展[J]. 张芳芳,李雷,张轲. 广州化工. 2013(17)
[7]纳米纤维素的改性及其在复合材料中的应用进展[J]. 郭婷,刘雄. 食品科学. 2014(03)
[8]多壁碳纳米管-聚乳酸复合材料的原位聚合制备及热性能和导电性能（英文）[J]. 李清华,周勤华,邓丹,俞巧珍,谷俐,龚科达,徐科航. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(05)
[9]碳纳米管和碳微米管的结构、性质及其应用[J]. 刘剑洪,吴双泉,何传新,卓海涛,朱才镇,李翠华,张黔玲. 深圳大学学报(理工版). 2013(01)
[10]聚乳酸在生物医药领域的改性研究进展[J]. 张海龙. 高分子通报. 2012(12)
博士论文
[1]聚乳酸结晶和熔融行为及成核剂调控结晶研究[D]. 宋平.大连理工大学 2014
硕士论文
[1]纳米接枝含磷阻燃剂改性聚乳酸的研究[D]. 李东泽.天津科技大学 2015
本文编号：2916531
【文章来源】：天津科技大学天津市
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?ＰＬＡ的分子结构??
?ＯＨ??ｎ??图１－２?ＢＣ的分子结构??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＢＣ??图１－３?ＢＣ的微观结构ＳＥＭ图??Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｈｅ?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＢＣ??１．２．２ＢＣ的性质？??ＢＣ因具有前面所述的结构而拥有很多特别而优异的性能ＰＩ。例如ＢＣ因具有网??状结构且分子上含有大量羟基而表现出特别能吸水的特点，没有干燥过的ＢＣ膜本身??所具有的持水值高达１０００％。ＢＣ还拥有良好的透气性能。ＢＣ的另一个特点就是它的??化学纯度和结晶度都非常高，基本上全是纤维素，这就使它有别于植物纤维，因为植??物纤维素通常含有半纤维素、木质素以及果胶等杂质，需要提纯。从力学性能上看，??ＢＣ的强度和高弹性模量也非常高，Ａｘ菌ＢＣ经干燥后的膜的杨氏模量超过１５ＧＰａ，??使它具有高强度的原因是ＢＣ分子结构中存在大量的氢键，其高结晶度和网络结构也??起到了很大的作用。ＢＣ在生物合成时虽然过程复杂但在宏观上却能进行人为控制，??使它达到我们所期望的目标样子这主要是因为ＢＣ的形状、大小、厚度和性质等??受到培养条件（如接种量、培养液的ｐＨ值、培养液的高度、培养容器的面积和培养??３??
图１－２?ＢＣ的分子结构??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＢＣ??图１－３?ＢＣ的微观结构ＳＥＭ图??Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｈｅ?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＢＣ??１．２．２ＢＣ的性质？??ＢＣ因具有前面所述的结构而拥有很多特别而优异的性能ＰＩ。例如ＢＣ因具有网??状结构且分子上含有大量羟基而表现出特别能吸水的特点，没有干燥过的ＢＣ膜本身??所具有的持水值高达１０００％。ＢＣ还拥有良好的透气性能。ＢＣ的另一个特点就是它的??化学纯度和结晶度都非常高，基本上全是纤维素，这就使它有别于植物纤维，因为植??物纤维素通常含有半纤维素、木质素以及果胶等杂质，需要提纯。从力学性能上看，??ＢＣ的强度和高弹性模量也非常高，Ａｘ菌ＢＣ经干燥后的膜的杨氏模量超过１５ＧＰａ，??使它具有高强度的原因是ＢＣ分子结构中存在大量的氢键，其高结晶度和网络结构也??起到了很大的作用。ＢＣ在生物合成时虽然过程复杂但在宏观上却能进行人为控制，??使它达到我们所期望的目标样子这主要是因为ＢＣ的形状、大小、厚度和性质等??受到培养条件（如接种量、培养液的ｐＨ值、培养液的高度、培养容器的面积和培养??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纳米管与石墨烯在储能电池中的应用[J]. 李健,官亦标,傅凯,苏岳锋,包丽颖,吴锋. 化学进展. 2014(07)
[2]非共价键法改性碳纳米管的研究进展[J]. 张文治,坚增运,王素敏,李建平. 高分子通报. 2014(06)
[3]环境友好型聚乳酸改性研究进展[J]. 夏敏,刘俊聪,王丹勇,李树虎,陈以蔚,王鲁飞. 工程塑料应用. 2014(03)
[4]细菌纤维素性质及应用的研究进展[J]. 汪丽粉,李政,贾士儒,张健飞. 微生物学通报. 2014(08)
[5]细菌纤维素的结构与性质及其应用研究进展[J]. 孙召霞,张素风,梅星贤. 湖北造纸. 2013(03)
[6]碳纳米管功能化表面修饰研究进展[J]. 张芳芳,李雷,张轲. 广州化工. 2013(17)
[7]纳米纤维素的改性及其在复合材料中的应用进展[J]. 郭婷,刘雄. 食品科学. 2014(03)
[8]多壁碳纳米管-聚乳酸复合材料的原位聚合制备及热性能和导电性能（英文）[J]. 李清华,周勤华,邓丹,俞巧珍,谷俐,龚科达,徐科航. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(05)
[9]碳纳米管和碳微米管的结构、性质及其应用[J]. 刘剑洪,吴双泉,何传新,卓海涛,朱才镇,李翠华,张黔玲. 深圳大学学报(理工版). 2013(01)
[10]聚乳酸在生物医药领域的改性研究进展[J]. 张海龙. 高分子通报. 2012(12)
博士论文
[1]聚乳酸结晶和熔融行为及成核剂调控结晶研究[D]. 宋平.大连理工大学 2014
硕士论文
[1]纳米接枝含磷阻燃剂改性聚乳酸的研究[D]. 李东泽.天津科技大学 2015
本文编号：2916531
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/2916531.html
