纤维—氧化锌复合材料的制备与应用
发布时间：2021-04-22 02:07
聚烯烃材料有着很好的延展性、耐环境应力开裂性。但是其刚性、抗老化性以及抗菌性能的欠缺,制约了聚烯烃材料的进一步的应用。纤维材料有增强作用,可以提升聚烯烃材料的力学性能。纳米ZnO具有优良的抗紫外老化性和抗菌性能,同时,作为刚性小尺寸粒子,ZnO对聚烯烃材料也可以表现出较好地增强增韧作用。因此,将纳米ZnO、纤维材料有机复合起来改性聚烯烃材料,可以提升材料的力学性能、抗菌性能以及抗紫外老化性能。作为一种新颖的杂化材料制备方法,本文使用原位生长的方式在纤维表面复合了纳米ZnO,制备了细菌纤维素（BC）-ZnO和玻璃纤维（GF）-ZnO两种杂化复合物。用BC-ZnO杂化物和线性低密度聚乙烯（LLDPE）共混吹塑得到BC-ZnO/LLDPE复合薄膜,用GF-ZnO杂化材料和聚丙烯（PP）共混、挤出、注塑制备GF-ZnO/PP复合材料。对薄膜和复合材料力学性能、抗紫外老化性能和抗菌性能进行测试,并借助X射线衍射仪（XRD）、差示扫描量热仪（DSC）、扫描电镜（SEM）等分析手段,研究了锌源、反应时间以及杂化材料添加量对BC-ZnO/LLDPE薄膜和GF-ZnO/PP复合材料各种性能的影响。对BC...
【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
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 前言
1.1 有机-无机杂化材料概述
1.1.1 有机-无机杂化材料的制备方法
1.1.2 有机-无机杂化材料的应用
1.2 ZnO概述
1.2.3 ZnO的抗菌机理及应用
1.2.4 纳米ZnO抗紫外老化性能的研究
1.2.5 ZnO对聚合物的增强作用
1.3 细菌纤维素和玻璃纤维的研究及应用
1.3.1 细菌纤维素
1.3.2 玻璃纤维
1.4 纤维对聚烯烃材料的改性研究
1.5 本论文研究的目的及意义
1.6 本论文主要研究内容
2 实验药品与仪器
2.1 实验药品、仪器与原料
2.1.1 主要药品与原料
2.1.2 主要实验设备
2.2 试样制备
2.2.1 BC-ZnO杂化物的制备
2.2.2 BC-ZnO/LLDPE复合薄膜的制备
2.2.3 GF-ZnO杂化物的制备
2.2.4 GF-ZnO/PP复合材料的制备
2.3 分析性能测试
2.3.1 X射线衍射仪（XRD）测试
2.3.2 差示扫描量热仪（DSC）测试
2.3.3 扫描电镜（SEM）及能谱（EDS）分析
2.3.4 力学性能测试
2.3.5 抗紫外老化测试
2.3.6 抗菌性能测试
2.3.7 紫外吸收性能测试
3 BC-ZnO材料的制备及改性LLDPE薄膜的研究
3.1 BC-ZnO杂化物的性能研究
3.1.1 不同锌源对BC-ZnO杂化物的影响
3.1.2 反应时间对BC-ZnO杂化物的影响
3.2 BC-ZnO杂化物改性LLDPE膜及性能研究
3.2.1 反应时间对BC-ZnO/LLDPE复合薄膜的影响
3.2.2 杂化物添加量对BC-ZnO/LLDPE复合薄膜性能的影响
4 GF-ZnO材料的制备及改性PP材料的研究
4.1 GF-ZnO杂化物的性能研究
4.1.1 GF-ZnO杂化物的形貌分析
4.1.2 不同碱源对GF-ZnO杂化物的影响
4.1.3 不同锌源对GF-ZnO杂化物的影响
4.1.4 反应时间对GF-ZnO杂化物的影响
4.2 GF-ZnO杂化物在PP材料中的应用
4.2.1 GF和ZnO掺入方式对PP材料的影响
4.2.2 反应时间对GF-ZnO/PP复合材料的影响
4.2.3 不同含量GF-ZnO杂化物对PP复合材料的影响
5 结论
6 展望
7 参考文献
8 攻读硕士论文期间发表论文情况
9 致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]无机刚性粒子增韧聚丙烯的影响因素[J]. 邹寅将,生瑜,朱德钦. 应用化学. 2013(03)
[2]原位聚合制备尼龙610/改性蒙脱土纳米复合材料的研究[J]. 张凯,李迎春,胡国胜. 工程塑料应用. 2013(02)
[3]纳米ZnO在纺织行业中的应用进展[J]. 高党鸽,陈琛,马建中. 印染. 2012(24)
[4]聚烯烃材料的研究开发进展[J]. 乔金樑. 中国材料进展. 2012(02)
[5]Functional-template directed self-assembly（FTDSA） of mesostructured organic-inorganic hybrid materials[J]. LI LeLe,SUN LingDong,ZHANG YaWen & YAN ChunHua Beijing National Laboratory for Molecular Sciences,State Key Laboratory of Rare Earth Materials Chemistry and Applications & PKU-HKU Joint Lab in Rare Earth Materials and Bioinorganic Chemistry,College of Chemistry and Molecular Engineering,Peking University,Beijing 100871,China. Science in China（Series B:Chemistry）. 2009(11)
[6]溶胶-凝胶法制备纳米氧化锌[J]. 董少英,唐二军,尚玉光,潘乐. 河北化工. 2008(09)
[7]溶胶-凝胶法制备PEW/SiO2杂化材料及表征[J]. 龚方红,刘春林,刘庆广,王利娜,陶国良. 化工学报. 2007(12)
[8]Fe2O3/γ-Al2O3催化剂的制备表征及其催化活性的研究[J]. 刘琰,孙德智,李磊. 材料工程. 2007(05)
[9]溶胶凝胶法制备β-环糊精聚合物/二氧化钛有机-无机杂化材料[J]. 毋登辉,高子伟,高玲香,张彩云,王高峰. 化学学报. 2006(08)
[10]LLDPE/PS塑料合金及其与木纤维形成复合材料的研究[J]. 郭文静,王正. 林业科学. 2006(03)
博士论文
[1]钛复合纳米氧化锌多孔抗菌涂层的制备及在经皮种植中的初步研究[D]. 周健.第四军医大学 2016
[2]细菌纤维素增强复合材料制备、表征及对蛋白药物承载研究[D]. 杨亮.东华大学 2013
[3]氧化锌抗菌及降解有机污染物活性研究[D]. 徐晓玲.西南交通大学 2012
[4]大分子偶联剂的合成及其对天然纤维/聚乳酸复合材料的界面改性[D]. 李兆乾.华东理工大学 2010
[5]稀土纳/微米颗粒的包覆技术与性能研究[D]. 刘桂霞.天津大学 2004
硕士论文
[1]基于Dawson型多酸的有机—无机杂化材料的制备及吸附性能研究[D]. 陈秀云.湖北师范大学 2017
[2]聚合物基改性纳米ZnO复合抗菌材料的制备及性能[D]. 吕磊红.陕西科技大学 2017
[3]纳米氧化锌的制备及对真丝织物抗紫外和抗黄变整理[D]. 王炳硕.苏州大学 2017
[4]新型氧化锌（ZnO）纳米结构的合成生长机理和光学性能研究[D]. 聂宇婷.苏州大学 2013
[5]细菌纤维素复合材料的光催化和抗菌性能研究[D]. 陈文彬.暨南大学 2011
[6]Fe的不同掺杂量对ZnO光致发光的影响和ZnO/SiO2复合薄膜结构特性的研究[D]. 周婷婷.西北师范大学 2010
[7]溶胶—凝胶法制备掺铝氧化锌薄膜及其光电性能研究[D]. 程有光.华中科技大学 2008
本文编号：3152944
【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
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 前言
1.1 有机-无机杂化材料概述
1.1.1 有机-无机杂化材料的制备方法
1.1.2 有机-无机杂化材料的应用
1.2 ZnO概述
1.2.3 ZnO的抗菌机理及应用
1.2.4 纳米ZnO抗紫外老化性能的研究
1.2.5 ZnO对聚合物的增强作用
1.3 细菌纤维素和玻璃纤维的研究及应用
1.3.1 细菌纤维素
1.3.2 玻璃纤维
1.4 纤维对聚烯烃材料的改性研究
1.5 本论文研究的目的及意义
1.6 本论文主要研究内容
2 实验药品与仪器
2.1 实验药品、仪器与原料
2.1.1 主要药品与原料
2.1.2 主要实验设备
2.2 试样制备
2.2.1 BC-ZnO杂化物的制备
2.2.2 BC-ZnO/LLDPE复合薄膜的制备
2.2.3 GF-ZnO杂化物的制备
2.2.4 GF-ZnO/PP复合材料的制备
2.3 分析性能测试
2.3.1 X射线衍射仪（XRD）测试
2.3.2 差示扫描量热仪（DSC）测试
2.3.3 扫描电镜（SEM）及能谱（EDS）分析
2.3.4 力学性能测试
2.3.5 抗紫外老化测试
2.3.6 抗菌性能测试
2.3.7 紫外吸收性能测试
3 BC-ZnO材料的制备及改性LLDPE薄膜的研究
3.1 BC-ZnO杂化物的性能研究
3.1.1 不同锌源对BC-ZnO杂化物的影响
3.1.2 反应时间对BC-ZnO杂化物的影响
3.2 BC-ZnO杂化物改性LLDPE膜及性能研究
3.2.1 反应时间对BC-ZnO/LLDPE复合薄膜的影响
3.2.2 杂化物添加量对BC-ZnO/LLDPE复合薄膜性能的影响
4 GF-ZnO材料的制备及改性PP材料的研究
4.1 GF-ZnO杂化物的性能研究
4.1.1 GF-ZnO杂化物的形貌分析
4.1.2 不同碱源对GF-ZnO杂化物的影响
4.1.3 不同锌源对GF-ZnO杂化物的影响
4.1.4 反应时间对GF-ZnO杂化物的影响
4.2 GF-ZnO杂化物在PP材料中的应用
4.2.1 GF和ZnO掺入方式对PP材料的影响
4.2.2 反应时间对GF-ZnO/PP复合材料的影响
4.2.3 不同含量GF-ZnO杂化物对PP复合材料的影响
5 结论
6 展望
7 参考文献
8 攻读硕士论文期间发表论文情况
9 致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]无机刚性粒子增韧聚丙烯的影响因素[J]. 邹寅将,生瑜,朱德钦. 应用化学. 2013(03)
[2]原位聚合制备尼龙610/改性蒙脱土纳米复合材料的研究[J]. 张凯,李迎春,胡国胜. 工程塑料应用. 2013(02)
[3]纳米ZnO在纺织行业中的应用进展[J]. 高党鸽,陈琛,马建中. 印染. 2012(24)
[4]聚烯烃材料的研究开发进展[J]. 乔金樑. 中国材料进展. 2012(02)
[5]Functional-template directed self-assembly（FTDSA） of mesostructured organic-inorganic hybrid materials[J]. LI LeLe,SUN LingDong,ZHANG YaWen & YAN ChunHua Beijing National Laboratory for Molecular Sciences,State Key Laboratory of Rare Earth Materials Chemistry and Applications & PKU-HKU Joint Lab in Rare Earth Materials and Bioinorganic Chemistry,College of Chemistry and Molecular Engineering,Peking University,Beijing 100871,China. Science in China（Series B:Chemistry）. 2009(11)
[6]溶胶-凝胶法制备纳米氧化锌[J]. 董少英,唐二军,尚玉光,潘乐. 河北化工. 2008(09)
[7]溶胶-凝胶法制备PEW/SiO2杂化材料及表征[J]. 龚方红,刘春林,刘庆广,王利娜,陶国良. 化工学报. 2007(12)
[8]Fe2O3/γ-Al2O3催化剂的制备表征及其催化活性的研究[J]. 刘琰,孙德智,李磊. 材料工程. 2007(05)
[9]溶胶凝胶法制备β-环糊精聚合物/二氧化钛有机-无机杂化材料[J]. 毋登辉,高子伟,高玲香,张彩云,王高峰. 化学学报. 2006(08)
[10]LLDPE/PS塑料合金及其与木纤维形成复合材料的研究[J]. 郭文静,王正. 林业科学. 2006(03)
博士论文
[1]钛复合纳米氧化锌多孔抗菌涂层的制备及在经皮种植中的初步研究[D]. 周健.第四军医大学 2016
[2]细菌纤维素增强复合材料制备、表征及对蛋白药物承载研究[D]. 杨亮.东华大学 2013
[3]氧化锌抗菌及降解有机污染物活性研究[D]. 徐晓玲.西南交通大学 2012
[4]大分子偶联剂的合成及其对天然纤维/聚乳酸复合材料的界面改性[D]. 李兆乾.华东理工大学 2010
[5]稀土纳/微米颗粒的包覆技术与性能研究[D]. 刘桂霞.天津大学 2004
硕士论文
[1]基于Dawson型多酸的有机—无机杂化材料的制备及吸附性能研究[D]. 陈秀云.湖北师范大学 2017
[2]聚合物基改性纳米ZnO复合抗菌材料的制备及性能[D]. 吕磊红.陕西科技大学 2017
[3]纳米氧化锌的制备及对真丝织物抗紫外和抗黄变整理[D]. 王炳硕.苏州大学 2017
[4]新型氧化锌（ZnO）纳米结构的合成生长机理和光学性能研究[D]. 聂宇婷.苏州大学 2013
[5]细菌纤维素复合材料的光催化和抗菌性能研究[D]. 陈文彬.暨南大学 2011
[6]Fe的不同掺杂量对ZnO光致发光的影响和ZnO/SiO2复合薄膜结构特性的研究[D]. 周婷婷.西北师范大学 2010
[7]溶胶—凝胶法制备掺铝氧化锌薄膜及其光电性能研究[D]. 程有光.华中科技大学 2008
本文编号：3152944
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