新型生物基复合材料的制备与性能研究

发布时间：2017-09-15 13:29

  本文关键词：新型生物基复合材料的制备与性能研究

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【摘要】：本课题主要研究了新型洋葱基复合材料的成型加工工艺、强化纤维性状、添加剂种类和含量对复合材料力学性能的影响,以及废弃洋葱皮中具有抗菌性的黄酮类物质的提取与整理工艺。新型洋葱基复合材料的成型试验结果表明:基体材料洋葱具有较好的成膜性。在成型温度为105℃、成型时间为25min条件下,洋葱膜的抗张强度可达28.43MPa,断裂伸长率为0.977%;添加天然柞蚕丝,可以大幅度加强复合材料的机械性能,实验结果表明当成型温度为105℃、成型时间为25min、打浆时间为8min,纤维长度为1mm,纤维含量为10%时,复合材料的力学性能较优,此时复合材料的抗张强度为48.80MPa,断裂伸长率为1.15%;复合材料的强度可通过添加增稠剂和增塑剂进一步加强,实验结果表明当CMC添加量为0.6%,海藻酸钠添加量为0.4%,琼脂含量为1.5%,甘油含量为0.4%时,复合材料的机械性能较优,此时复合材料的抗张强度为57.65MPa,断裂伸长率为1.86%。在制品获得良好机械性能的同时,考虑有效利用洋葱皮中的天然抗菌成分作为整理剂来改善所制备复合材料的抗菌性能,拓展其应用空间。分别采用乙醇浸提法、超临界CO2提取法和超声波提取法提取洋葱皮中的黄酮类物质。实验结果表明超临界CO2法对黄酮的提取率最高,其最佳工艺参数为提取温度40℃,提取压力30MPa,提取时间1.5h,夹带剂流速0.4ml/min,经测定在此条件下黄酮的提取率可达7.89%。课题对黄酮类物质的抗菌性能进行了初步研究。采用涂布法将提取出来的黄酮类物质整理到复合材料上,利用琼脂平皿测试法测量复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性能,评定其抗菌性能。实验结果表明经过黄酮整理的生物基复合材料具有一定的抗菌性能,且对大肠杆菌的抗菌性优于对金黄色葡萄球菌的抗菌性。
【关键词】：洋葱 生物基复合材料 柞蚕丝 黄酮 抗菌性
【学位授予单位】：大连工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB33
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 引言10
• 1.2 生物基复合材料10-14
• 1.2.1 生物基复合材料的分类10-11
• 1.2.2 生物基复合材料的生产方式11-12
• 1.2.3 生物基复合材料的应用12-13
• 1.2.4 生物基复合材料的发展现状13-14
• 1.3 黄酮类物质的研究14-17
• 1.3.1 黄酮的理化性质14-15
• 1.3.2 黄酮的提取方法15-16
• 1.3.3 黄酮的抗菌性能16-17
• 1.4 本课题的研究目的、主要内容及创新点17-19
• 1.4.1 研究目的17
• 1.4.2 主要内容17
• 1.4.3 本课题的创新点17-19
• 第二章 洋葱基体材料制备19-25
• 2.1 洋葱简介19-20
• 2.2 材料和仪器20
• 2.3 实验流程20
• 2.4 测试方法20-22
• 2.4.1 红外光谱20-21
• 2.4.2 XRD衍射21
• 2.4.3 原料的利用率21
• 2.4.4 抗张强度及断裂伸长率测试21-22
• 2.5 试验结果与分析22-25
• 2.5.1 红外光谱22
• 2.5.2 XRD衍射22-23
• 2.5.3 原料的利用率23
• 2.5.4 洋葱纸的机械性能23-25
• 第三章 柞蚕丝增强洋葱基复合材料的制备25-34
• 3.1 材料及仪器25
• 3.2 实验流程25-26
• 3.3 测试方法26-27
• 3.3.1 抗张强度与伸长率的测试26
• 3.3.2 复合材料含水率的测定26
• 3.3.3 复合材料白度的测定26-27
• 3.3.4 复合材料表面及断面形貌测试27
• 3.4 实验结果和讨论27-34
• 3.4.1 干燥条件对复合材料性能影响27-28
• 3.4.2 纤维添加对复合材料机械性能影响28-32
• 3.4.3 扫描电镜下复合材料的表面及断面形态32-34
• 第四章 添加剂对复合材料机械性能影响34-38
• 4.1 材料、试剂及仪器34
• 4.2 实验工艺流程34-35
• 4.3 正交试验设计35
• 4.4 测试方法35-36
• 4.5 实验及结果分析36-38
• 第五章 洋葱皮中黄酮提取38-58
• 5.1 实验材料、试剂及仪器38-39
• 5.1.1 实验材料及试剂38
• 5.1.2 实验仪器38-39
• 5.2 提取工艺流程39
• 5.3 性能测试39-40
• 5.3.1 提取液的红外光谱图39-40
• 5.3.2 提取液的紫外可见光谱图40
• 5.3.3 黄酮提取率的测试方法40
• 5.4 实验结果及讨论40-58
• 5.4.1 提取液的红外光谱测试40-41
• 5.4.2 提取液的紫外可见光谱测试41-42
• 5.4.3 黄酮提取率测试42-43
• 5.4.4 乙醇法提取实验结果与讨论43-48
• 5.4.5 超声波提取实验结果及讨论48-53
• 5.4.6 超临界CO2法实验结果及讨论53-58
• 第六章 生物基复合材料抗菌性研究58-64
• 6.1 实验试剂、仪器及菌种59
• 6.1.1 实验试剂59
• 6.1.2 实验仪器59
• 6.1.3 实验菌种59
• 6.2 复合材料的抗菌性整理方法59-60
• 6.3 复合材料抗菌性能测试方法60-62
• 6.3.1 培养基的配置60
• 6.3.2 菌悬液的制备60-61
• 6.3.3 平皿制备61
• 6.3.4 抗菌性评价61-62
• 6.4 实验结果与讨论62-64
• 第七章 结论与展望64-66
• 7.1 实验结论64-65
• 7.2 展望65-66
• 参考文献66-69
• 致谢69-70
• 附录70

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本文编号：856811