静电纺聚乳酸基形状记忆复合材料的制备及其性能研究

发布时间：2023-03-05 02:14

　　近年来,形状记忆聚合物(SMPs)因具有形状记忆性、回复形变量大,易于加工成型和原材料来源广泛等特点,在纺织工业、航天航空、生物医学等领域中得到了广泛的应用。但是,国内目前对形状记忆聚合物的大部分研究主要还是停留在设计和应用结构上,一般这类型的形状记忆聚合物只适用于宏观的结构,而研究尺寸较小的微纳米器件还刚起步,并且此类的形状记忆聚合物的力学性能并不理想。随着制造技术以及智能结构的发展和进步,泡沫、纤维等多孔的微纳米材料地位也随之提高,应用也越来越广,例如在医学治疗、释放药物等方面得到了广泛应用。同时,薄膜材料和形状记忆纤维在智能衣服的制造中也得到了普遍的应用。因此,提高形状记忆聚合物的力学性能和探讨发展微纳米结构形状记忆聚合物,是获得高性能形状记忆聚合物的关键。本文将以聚乳酸作为基体材料,通过添加不同填料并采用静电纺丝工艺制备两种热致型形状记忆复合膜。主要的研究内容及结果如下:第一部分工作,以剑麻为原料,通过除蜡、碱煮、水解等步骤制备出剑麻纳米纤维素微晶,并对其表面进行硅烷化和酰胺化处理,以及超支化聚乳酸接枝改性制备得到超支化聚乳酸接枝剑麻纳米纤维素微晶(H-PLA-CNCs),再将...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第1章 绪论
    1.1 纳米纤维
        1.1.1 纳米纤维概述
        1.1.2 纳米纤维制备
    1.2 静电纺丝
        1.2.1 静电纺丝原理
        1.2.2 静电纺丝主要影响因素
        1.2.3 静电纺纳米纤维的应用
            1.2.3.1 过滤材料领域
            1.2.3.2 防护装置领域
            1.2.3.3 自清洁材料领域
            1.2.3.4 电池材料领域
    1.3 形状记忆聚合物概述
        1.3.1 形状记忆聚合物的分子机制
        1.3.2 形状记忆聚合物的分类
            1.3.2.1 光致型形状记忆聚合物
            1.3.2.2 电、磁致型形状记忆聚合物
            1.3.2.3 溶液和水致型形状记忆聚合物
            1.3.2.4 热致型形状记忆聚合物
        1.3.3 形状记忆聚合物的应用
            1.3.3.1 形状记忆聚合物在纺织工业的应用
            1.3.3.2 形状记忆聚合物在生物医学的应用
            1.3.3.3 形状记忆聚合物在航空航天的应用
            1.3.3.4 形状记忆聚合物在工业领域的应用
            1.3.3.5 形状记忆聚合物在其他领域的应用
    1.4 聚乳酸
        1.4.1 聚乳酸的简介
        1.4.2 聚乳酸的特性
        1.4.3 聚乳酸的合成方法
            1.4.3.1 乳酸直接聚合法
            1.4.3.2 开环聚合法[67]
        1.4.4 聚乳酸的应用
            1.4.4.1 生物医学领域
            1.4.4.2 工业和农业领域
    1.5 论文的研究意义、内容及创新点
        1.5.1 研究意义
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 主要创新点
第2章 聚乳酸/超支化纳米纤维素复合膜的制备及性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 原料和试剂
        2.2.2 仪器设备
        2.2.3 聚乳酸/超支化纳米纤维素复合膜的制备
            2.2.3.1 剑麻纳米纤维素微晶的制备
            2.2.3.2 超支化聚乳酸接枝剑麻纳米纤维素微晶的合成
            2.2.3.3 聚乳酸/超支化纳米纤维素复合膜的制备
        2.2.4 测试与表征
            2.2.4.1 傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征
            2.2.4.2 热失重(TGA)测试
            2.2.4.3 X射线衍射仪(XPS)表征
            2.2.4.4 扫描电子显微镜(SEM)测试
            2.2.4.5 差示扫描量热分析(DSC)测试
            2.2.4.6 拉伸测试
            2.2.4.7 形状记忆性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 纳米纤维素微晶改性的表征
            2.3.1.1 CNCs、A-CNCs、H-CNCs和H-CNCs-PLA的红外光谱分析
            2.3.1.2 CNCs、A-CNCs、H-CNCs和H-PLA-CNCs的 XPS分析
            2.3.1.3 CNCs、A-CNCs、H-CNCs和H-PLA-CNCs的热稳定分析
        2.3.2 聚乳酸/超支化纳米纤维素复合膜的表征
            2.3.2.1 聚乳酸/超支化纳米纤维素复合膜的表面形貌分析
            2.3.2.2 聚乳酸/超支化纳米纤维素复合膜的热稳定性能
            2.3.2.3 聚乳酸/超支化纳米纤维素复合膜的DSC分析
            2.3.2.4 聚乳酸/超支化纳米纤维素复合膜的力学性能
            2.3.2.5 聚乳酸/超支化纳米纤维素复合膜的形状记忆性能分析
    2.4 本章小结
第3章 聚乳酸/苝酰亚胺功能化石墨烯复合膜的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 原料和试剂
        3.2.2 仪器设备
        3.2.3 聚乳酸/苝酰亚胺功能化石墨烯复合膜的制备
            3.2.3.1 端羧基苝酰亚胺衍生物(PBI)的合成
            3.2.3.2 苝酰亚胺功能化石墨烯(PBI-GNs)的制备
            3.2.3.3 聚乳酸/苝酰亚胺功能化石墨烯复合膜的制备
        3.2.4 样品表征与测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 苝酰亚胺功能化石墨烯的表征
            3.3.1.1 PBI、GNs和PBI-GNs的红外光谱分析
            3.3.1.2 PTCDA、PBI和PBI-GNs的XPS分析
            3.3.1.3 PTCDA、PBI和PBI-GNs的热稳定分析
        3.3.2 聚乳酸/苝酰亚胺功能化石墨烯复合膜的表征
            3.3.2.1 聚乳酸/苝酰亚胺功能化石墨烯复合膜的表面形貌分析
            3.3.2.2 聚乳酸/苝酰亚胺功能化石墨烯复合膜的热稳定分析
            3.3.2.3 聚乳酸/苝酰亚胺功能化石墨烯复合膜的DSC分析
            3.3.2.4 聚乳酸/苝酰亚胺功能化石墨烯复合膜的力学性能
            3.3.2.5 聚乳酸/苝酰亚胺功能化石墨烯复合膜的形状记忆性能分析
    3.4 本章小结
第4章 总结与展望
    4.1 工作总结
    4.2 工作展望
参考文献
申请学位期间的研究成果及发表的学术论文
致谢



本文编号：3755488