纤维素纳米晶/无机纳米相杂化材料的制备及应用研究

发布时间：2020-12-20 14:34

　　纤维素是自然界广泛存在的天然可降解材料,纤维素纳米晶（NCC）具有很高的强度和模量可以用于聚合物基复合材料的补强。但NCC制备工艺复杂,成本高,而且由于其高的极性和比表面积,使NCC在与聚合物基体复合过程中极易团聚,从而限制了其应用。本论文通过低温碱/尿素体系制备纤维素水溶液（CEL）,随后分别采用共凝沉法以及原位析出法使NCC在天然胶乳（NRL）中原位分散,制备了NCC/NR复合材料。然后基于溶胶-凝胶技术使用硝酸锌对析出的纤维素进行杂化制备NCC-ZnO杂化体,应用不同的杂化工艺控制杂化体的析出形貌以及粒径。通过对复合材料进行力学性能测试以及微观形貌表征NCC及NCC-ZnO杂化体对天然橡胶的补强效果及其在基体中的形貌。共凝沉法是将CEL加水稀释后逐滴滴入NRL中,在NRL破乳过程中使NCC在橡胶基体中共凝沉。在10℃下CEL经过去离子水稀释为原质量的三倍制备的复合材料力学性能最高,3phr的NCC可以显著提高硫化胶的拉伸性能和撕裂性能;SEM照片显示NCC主要以圆球状、棒状分布在基体中。原位析出法是让NCC在其水溶液中析出,然后再将其滴入NRL中并使用稀乙酸破乳即可制备NCC/N... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及目的
    1.2 纤维素的研究以及发展状况
        1.2.1 纳米纤维素的性质及应用
        1.2.2 纳米纤维素的制备
    1.3 纤维素的溶解
        1.3.1 衍生化法溶解纤维素
        1.3.2 直接法溶解纤维素
    1.4 纤维素/碱/尿素水溶液的研究以及应用
        1.4.1 碱/尿素水溶液溶解机理
        1.4.2 纤维素/碱/尿素水溶液的性质
        1.4.3 碱尿素体系溶解纤维素溶液的应用
    1.5 纤维素在橡胶领域中的应用
    1.6 本研究内容
第二章 纤维素析出行为的影响因素及NCC/NR的制备
    2.1 引言
        2.1.1 丁达尔效应在纤维素析出过程中的应用
        2.1.2 胶乳和破乳剂对纤维素溶液的影响
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验用原料及药品
        2.2.2 实验步骤
        2.2.3 表征方法
    2.3 纤维素的析出形貌及纤维素析出的影响因素
        2.3.1 析出纤维素的微观形貌
        2.3.2 去离子水稀释对纤维素析出的影响
        2.3.3 温度对纤维素析出的影响因素。
        2.3.4 破乳剂对纤维素析出的影响因素
    2.4 NCC/NR复合材料的制备以及破乳工艺对其性能的影响
        2.4.1 破乳工艺对NCC/NR复合材料的物理性能的影响
        2.4.2 破乳工艺对NCC/NR复合材料微观形貌的影响
    2.5 本章小结
第三章 共凝沉法构建NCC/NR复合材料
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 实验设备
        3.2.3 纤维素水溶液的制备
        3.2.4 纳米晶纤维素在天然胶乳中的共凝沉
        3.2.5 纳米晶纤维素在稀释的天然胶乳中的共凝沉
        3.2.6 NCC/NR复合材料的成型加工工艺
        3.2.7 NCC/NR复合材料的测试与表征方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 共凝沉工艺对NCC/NR复合材料的物理性能的影响
        3.3.2 共凝沉工艺制备NCC/NR复合材料的微观形貌
    3.4 胶乳黏度对构建NCC/NR复合材料的影响
        3.4.1 胶乳黏度对NCC/NR复合材料的物理性能的影响
        3.4.2 胶乳黏度对NCC/NR复合材料的微观形貌的影响
    3.5 本章小结
第四章 原位析出法制备NCC/NR复合材料
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 升温稀释法制备NCC/NR复合材料
        4.2.2 乙酸调节法制备NCC/NR纳米复合材料
        4.2.3 NCC/NR复合材料的成型加工工艺及测试表征方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 升温及稀释对NCC/NR复合材料的物理性能的影响
        4.3.2 升温稀释法制备NCC/NR复合材料的微观形貌
        4.3.3 乙酸调节法制备NCC/NR复合材料的物理性能
        4.3.4 乙酸调节对纤维素溶液的影响
        4.3.5 乙酸调节法制备NCC/NR复合材料的微观形貌
    4.4 本章小结
第五章 纤维素/ZnO杂化体的构建以及在天然橡胶中的补强作用
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验原料
        5.2.2 实验设备
        5.2.3 NCC-ZnO/NR复合材料的制备
        5.2.4 NCC/NR复合材料的成型加工工艺
        5.2.5 NCC/NR复合材料的测试与表征方法
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 硝酸锌对纤维素溶液的影响
        5.3.2 NCC-ZnO复合材料的微观形貌
        5.3.3 不同形貌的NCC-ZnO杂化体对天然胶硫化性能的影响
        5.3.4 不同形貌的NCC-ZnO杂化体对天然胶物理性能的影响
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2928036