纳米纤维素/氧化石墨烯/聚乙烯醇复合膜制备及性能

发布时间：2022-08-11 17:06

　　聚乙烯醇（PVA）具有良好的生物降解性、成膜性、可印刷性、环境友好和可溶性,是应用潜力巨大的包装材料之一,广泛应用于包装、生物医疗等行业。但是,聚乙烯醇的分子链中含有大量羟基,分子内存在大量氢键,以其为原料制备的生物可降解材料的耐水性、力学性能及阻隔性能往往不能满足更高的使用要求。因此,提高聚乙烯醇的力学性能,改善其阻隔性能和耐水性成为亟待解决的主要问题。本文主要通过制备分散性良好的纳米纤维素（NCC）和氧化石墨烯（GO）,将它们作为增强体与PVA共混,通过流延法制备不同质量分数的纳米纤维素／聚乙烯醇（NCC/PVA）、氧化石墨烯／聚乙烯醇（GO/PVA）二元复合薄膜。通过傅里叶红外光谱、X-射线衍射、透射电镜、扫描电镜表征了薄膜的微观结构,并对复合膜的阻隔性能、力学性能、耐水性能进行了研究。在此基础上,选择综合性能较优的薄膜为参考,制备氧化石墨烯／纳米纤维素／聚乙烯醇（GO/NCC/PVA）三元复合薄膜,探究NCC和GO这两种填料对聚乙烯醇性能的影响。研究结果表明,NCC、GO与PVA基体相容性良好,加入少量的填料能提高PVA薄膜的拉伸强度、阻隔性、热稳定性和耐水性,其中,NCC含量... 

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 聚乙烯醇的性质及聚乙烯醇薄膜的国内外研究现状
        1.2.2 纳米纤维素的性质及其做为增强材料的国内外研究现状
        1.2.3 氧化石墨烯的性质及对材料改性的国内外研究现状
    1.3 存在问题和发展趋势
    1.4 本文研究内容及意义
2 纳米纤维素/聚乙烯醇复合薄膜的制备与表征
    2.1 引言
    2.2 纳米纤维素制备
        2.2.1 实验原料与设备
        2.2.2 NCC的制备
        2.2.3 NCC/PVA复合薄膜的制备
    2.3 表征与测试
        2.3.1 NCC的形貌表征
        2.3.2 NCC/PVA复合薄膜形貌表征
        2.3.3 NCC及NCC/PVA复合薄膜的傅里叶红外光谱
        2.3.4 NCC/PVA复合薄膜X-射线衍射
        2.3.5 NCC/PVA复合薄膜的热稳定性
        2.3.6 NCC/PVA复合薄膜的力学性能测试
        2.3.7 NCC/PVA复合薄膜透气性测试
        2.3.8 NCC/PVA复合薄膜的透光性
        2.3.9 NCC/PVA复合薄膜吸水率测试
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 NCC的形貌分析
        2.4.2 NCC/PVA复合薄膜形貌分析
        2.4.3 NCC及NCC/PVA复合薄膜的傅里叶红外光谱分析
        2.4.4 NCC/PVA复合薄膜X-射线衍射分析
        2.4.5 NCC/PVA复合薄膜的热稳定性分析
        2.4.6 NCC/PVA复合薄膜的力学性能分析
        2.4.7 NCC/PVA复合薄膜透气性分析
        2.4.8 NCC/PVA复合薄膜的透光性分析
        2.4.9 NCC/PVA复合薄膜耐水性分析
    2.5 本章小结
3 氧化石墨烯/聚乙烯醇复合薄膜的制备及表征
    3.1 引言
    3.2 样品制备
        3.2.1 实验原料及设备
        3.2.2 GO的制备
        3.2.3 GO/PVA复合薄膜的制备
    3.3 测试及表征
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 GO的形貌分析
        3.4.2 GO/PVA复合薄膜形貌分析
        3.4.3 GO及GO/PVA复合薄膜的傅里叶红外光谱分析
        3.4.4 GO/PVA复合薄膜X-射线衍射分析
        3.4.5 GO/PVA复合薄膜热稳定性分析
        3.4.6 GO/PVA复合薄膜的力学性能分析
        3.4.7 GO/PVA复合薄膜透气性分析
        3.4.8 GO/PVA复合薄膜透光性分析
        3.4.9 GO/PVA复合薄膜耐水性分析
    3.5 本章小结
4 纳米纤维素/氧化石墨烯/聚乙烯醇的制备与表征
    4.1 引言
    4.2 氧化石墨烯/纳米纤维素/聚乙烯醇复合薄膜的制备
        4.2.1 实验原料
        4.2.2 NCC/GO/PVA复合薄膜的制备
    4.3 表征与测试
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 NCC/GO/PVA复合薄膜形貌分析
        4.4.2 NCC/GO/PVA复合薄膜傅里叶红外光谱分析
        4.4.3 NCC/GO/PVA复合薄膜X-射线衍射分析
        4.4.4 NCC/GO/PVA复合薄膜热稳定性分析
        4.4.5 NCC/GO/PVA复合薄膜力学性能分析
        4.4.6 NCC/GO/PVA复合薄膜透氧性分析
        4.4.7 NCC/GO/PVA复合薄膜透光性分析
        4.4.8 NCC/GO/PVA复合薄膜耐水性分析
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3675050