纳米粒子复合香豆素荧光聚合物乳液的制备与性能研究
发布时间：2021-10-05 01:19
高得率浆（High yield pulp,HYP）中由于保留了大约20%以上的木质素,在外界环境的干扰下容易发生光致返黄,从而限制了高得率浆（HYP）的应用推广。荧光增白剂（Fluorescent brighteneragent,FBA）是抑制高得率浆纸张返黄的重要助剂之一,其中香豆素型FBA不仅荧光量子产率高、光稳定性好,在可见光区范围内具有很强的蓝色荧光,可有效抑制纸张的返黄。但是它具有水溶性差,与纸张的结合能力弱等缺点。针对这些缺陷,本文将香豆素荧光增白剂制备成荧光聚合物乳液,并在其中引入无机纳米粒子二氧化硅和氧化锌,将其涂覆于高得率浆纸张上,纸张的抑制返黄效果及其他纸张性能都较香豆素母体有了很大提升,具体研究内容如下。本文制备了六种荧光聚合物乳液。以三聚氯氰为桥联基,将牛磺酸以及N-羟甲基丙烯酰胺引入香豆素荧光增白剂母体上制备得到荧光单体,将其与苯乙烯、N-羟甲基丙烯酰胺和改性纳米粒子进行乳液聚合制备出两种纳米粒子复合阴离子型香豆素荧光乳液（SiO2-CFBs和ZnO-CFBs）;给香豆素母体引入双键合成一种新型荧光单体,将其与丙烯酰胺、苯乙烯和改性纳米粒子经乳液聚合制备出两种...
【文章来源】：陕西科技大学陕西省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－４木质素光致返黄机理及解决方案??Ｆｉｇ．?１－４?Ｔｈｅ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ａｎｄ?ｓｏｌｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｈｏｔｏ－ｉｎｄｕｃｅｄ?ｙｅｌｌｏｗｉｎｇ?ｏｆ?ｌｉｇｎｉｎ??
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合物??中不仅难以发挥它的优势，还会在聚合物中产生偏聚效应，导致聚合物材料的力学性能??下降。因此，在使用纳米粒子之前应对纳米粒子的表面进行改性，以提高与聚合物基质??的相容性防止团聚［１１６—１１９］。??纳米粒子的表面改性就是对纳米粒子的表面进行物理或者化学方法处理，改变其表??面的结构和状态，如表面官能团种类、亲疏水性、反应特性及表面电性等。纳米粒子的??物理表面改性有下面两种：（１）采用表面活性剂对纳米粒子进行表面修饰，它们之间主??要靠范德华力或者氢键作用的，其作用机理如图１－１６?（ａ）?（ｂ）所示；（２）将其他物质??通过表面沉积在纳米粒子的表面形成没有化学结合的物理包覆层，其作用机理如图１－１６??（ｃ）所示。纳米粒子的物理改性较为简单，然而其仅改善了易团聚的缺点，与聚合物作??用时界面结合未实现，因此便需要对纳米粒子进行化学改性，提高纳米粒子与聚合物基??材的相容性。??纳米粒子表面的化学改性主要是采用一些化学改性剂，改性剂不仅具有能够与纳米??粒子表面的化学基团发生反应的官能团，并且具有反应性的其他官能团，将其引入至聚??合物基材中，反应性基团可以同聚合物发生化学反应，因此化学改性不仅改善了纳米粒??子的分散性，而且改善了其与聚合物的相容性［１２Ｗ２２］。??气丨，?＼?］?／??ｒｎｍ?ｚ??纳米粒子?％?ｒ?ｆ?＾?包後层、’??／?Ｉ?Ｖ?，Ｉ?＇??表而ｙ?＜?极性容剂中?非极性溶刑中?表而況积??ａ）?ｂ）?ｃ）??图１－１６纳米粒子的物理改性??Ｆｉｇ．?１－１６?Ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]6-PGME模板法制备纳米ZnO/6-PGME紫外遮蔽剂[J]. 董娜,刘超,张绍印,尹宇新,王大鸷. 大连工业大学学报. 2020(01)
[2]香豆素及其衍生物的合成及应用研究[J]. 吴绍艳,李进,周顺,卢小英. 广东化工. 2019(24)
[3]表面改性纳米二氧化硅粒子制备与分散性表征分析[J]. 李清江,杨莹,蒋莉,徐丽春,冯文颖. 实验技术与管理. 2019(10)
[4]香豆素-咪唑类荧光染料的设计与研究[J]. 后际挺,王冰雅,李坤,汪珊,余孝其. 有机化学. 2020(01)
[5]基于香豆素的增强型铜离子荧光探针及其在细胞成像中的应用（英文）[J]. 张长丽,张虹,何凤云,杨慧,刘少贤,柳闽生. 无机化学学报. 2019(10)
[6]乙醇-水介质改善竹材化机浆H2O2漂白性能[J]. 梁芳敏,房桂干,焦健,邓拥军,解存欣,韩善明,李红斌,田庆文,朱北平. 中国造纸. 2019(05)
[7]柠条APMP浆漂白特性的研究[J]. 丁建淋,王端,王鹏. 包装工程. 2019(09)
[8]硅氧烷改性香豆素荧光增白剂的合成与性能[J]. 张光华,唐进霞,郭明媛,裴婧,刘丹. 陕西科技大学学报. 2019(02)
[9]荧光化学传感器的产生、发展及应用[J]. 张来新,陈琦. 合成材料老化与应用. 2019(01)
[10]香豆素修饰的碳量子点光稳定剂的制备与性能[J]. 郭明媛,张光华,王子儒. 精细化工. 2018(11)
博士论文
[1]香豆素、螺吡喃和BODIPY类荧光染料的合成及性能研究[D]. 孟宪娇.中北大学 2019
[2]香豆素类荧光聚合物制备及其返黄抑制性能研究[D]. 刘国俊.陕西科技大学 2018
[3]杨木APMP纸浆光诱导返色机理及抑制技术研究[D]. 房桂干.中国林业科学研究院 2002
硕士论文
[1]基于萘酰亚胺的高得率浆返黄抑制剂的合成与性能研究[D]. 裴婧.陕西科技大学 2019
[2]香豆素衍生物固/液状态下荧光行为的调控及性质研究[D]. 吴通.太原理工大学 2018
[3]ZnO杂化材料的制备及其生物相关应用[D]. 林军.南昌大学 2018
[4]萘酰亚胺荧光聚合物的制备与性能研究[D]. 吕彤.陕西科技大学 2018
[5]基于二苯乙烯型荧光增白剂的新型返黄抑制剂的合成与性能研究[D]. 卢玉群.陕西科技大学 2018
[6]含香豆素结构的荧光染料的合成及光谱性能研究[D]. 华超君.浙江工业大学 2017
[7]聚酰胺酯织物的漂白工艺研究与应用[D]. 张仲达.天津工业大学 2017
[8]纳米二氧化硅填充对苯二甲酸乙二醇酯的结晶行为及老化性能研究[D]. 徐英杰.浙江大学 2015
[9]纳米ZnO表面改性及ZnO/UPR纳米复合材料的研究[D]. 刘静.重庆大学 2014
[10]二氧化硅改良木材表面性质研究[D]. 莫引优.广西大学 2011
本文编号：3418713
【文章来源】：陕西科技大学陕西省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－４木质素光致返黄机理及解决方案??Ｆｉｇ．?１－４?Ｔｈｅ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ａｎｄ?ｓｏｌｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｈｏｔｏ－ｉｎｄｕｃｅｄ?ｙｅｌｌｏｗｉｎｇ?ｏｆ?ｌｉｇｎｉｎ??
??陕西科技大学硕士学位论文??Ｒｉ?Ｒｉ??６（Ｔ＾Ｔ＾Ｔ??７＾＞人人。。人??Ｒ２??．简单香豆素．?６，７－呋喃香豆素?７，８－呋喃香豆素??ｓｉｍｐｌｅ?ｃｏｕｍａｒｉｎ?６，７－ｆｕｒａｎｃｏｕｍａｒｉｎ?７，８－ｆｕｒａｎｃｏｕｍａｒｉｎ??Ｉ＇??＼〇＾ｆ＾〇?入０?ｕ??ｒ２??６，７－吡喃香豆素?７，８－吡喃香豆素??６，７－ｐｙｒａｎｏｃｏｕｍａｒｉｎ?７，８－ｐｙｒａｎｏｃｏｕｍａｒｉｎ??图１－６香豆素类化合物的骨架结构??Ｆｉｇ．?１－６?Ｔｈｅ?ｓｔａ＊ｕｃｔｕｒａｌ?ｓｋｅｌｅｔｏｎ?ｏｆ?ｃｏｕｍａｒｉｎ?ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ??１．３．１荧光染料??荧光染料是一种可以吸收短波光并发射出长波光的材料，它们大多数是具有苯环或??杂环且含共轭双键的化合物，它可以单独使用，也可以组合使用。荧光染料需要吸收紫??外或者可见光，并具有强烈的荧光发射，而它的发光特性与其分子结构具有很大的关系，??尽管在定性和定量上都不如在吸收方面严格［５５—５火斯托克斯位移是荧光染料应用中的一??个重要参数，对于大多数荧光染料，斯托克斯位移通常在５０？７０?ｎｍ左右。例如，在４３０??ｎｍ左右的染料吸收光将发射约４８０？５００?ｎｍ，将显示发出黄色和绿色荧光。根据这一原??理，吸收波长在３８０ｎｍ以下的光纤光栅将发出蓝光（４２０？４５０ｎｍ），黄色染料将发出绿??色（４８０？５００?ｎｍ），红色染料将发出黄色、橙色或红色（５４０？５８０?ｎｍ），蓝色染料将发??出红光（６６０？７００?ｎｍ）或近红外区域。??香豆素衍生物是最重要的工业焚光染料，香豆素染料无一例外都含有一个电子释放
合物??中不仅难以发挥它的优势，还会在聚合物中产生偏聚效应，导致聚合物材料的力学性能??下降。因此，在使用纳米粒子之前应对纳米粒子的表面进行改性，以提高与聚合物基质??的相容性防止团聚［１１６—１１９］。??纳米粒子的表面改性就是对纳米粒子的表面进行物理或者化学方法处理，改变其表??面的结构和状态，如表面官能团种类、亲疏水性、反应特性及表面电性等。纳米粒子的??物理表面改性有下面两种：（１）采用表面活性剂对纳米粒子进行表面修饰，它们之间主??要靠范德华力或者氢键作用的，其作用机理如图１－１６?（ａ）?（ｂ）所示；（２）将其他物质??通过表面沉积在纳米粒子的表面形成没有化学结合的物理包覆层，其作用机理如图１－１６??（ｃ）所示。纳米粒子的物理改性较为简单，然而其仅改善了易团聚的缺点，与聚合物作??用时界面结合未实现，因此便需要对纳米粒子进行化学改性，提高纳米粒子与聚合物基??材的相容性。??纳米粒子表面的化学改性主要是采用一些化学改性剂，改性剂不仅具有能够与纳米??粒子表面的化学基团发生反应的官能团，并且具有反应性的其他官能团，将其引入至聚??合物基材中，反应性基团可以同聚合物发生化学反应，因此化学改性不仅改善了纳米粒??子的分散性，而且改善了其与聚合物的相容性［１２Ｗ２２］。??气丨，?＼?］?／??ｒｎｍ?ｚ??纳米粒子?％?ｒ?ｆ?＾?包後层、’??／?Ｉ?Ｖ?，Ｉ?＇??表而ｙ?＜?极性容剂中?非极性溶刑中?表而況积??ａ）?ｂ）?ｃ）??图１－１６纳米粒子的物理改性??Ｆｉｇ．?１－１６?Ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]6-PGME模板法制备纳米ZnO/6-PGME紫外遮蔽剂[J]. 董娜,刘超,张绍印,尹宇新,王大鸷. 大连工业大学学报. 2020(01)
[2]香豆素及其衍生物的合成及应用研究[J]. 吴绍艳,李进,周顺,卢小英. 广东化工. 2019(24)
[3]表面改性纳米二氧化硅粒子制备与分散性表征分析[J]. 李清江,杨莹,蒋莉,徐丽春,冯文颖. 实验技术与管理. 2019(10)
[4]香豆素-咪唑类荧光染料的设计与研究[J]. 后际挺,王冰雅,李坤,汪珊,余孝其. 有机化学. 2020(01)
[5]基于香豆素的增强型铜离子荧光探针及其在细胞成像中的应用（英文）[J]. 张长丽,张虹,何凤云,杨慧,刘少贤,柳闽生. 无机化学学报. 2019(10)
[6]乙醇-水介质改善竹材化机浆H2O2漂白性能[J]. 梁芳敏,房桂干,焦健,邓拥军,解存欣,韩善明,李红斌,田庆文,朱北平. 中国造纸. 2019(05)
[7]柠条APMP浆漂白特性的研究[J]. 丁建淋,王端,王鹏. 包装工程. 2019(09)
[8]硅氧烷改性香豆素荧光增白剂的合成与性能[J]. 张光华,唐进霞,郭明媛,裴婧,刘丹. 陕西科技大学学报. 2019(02)
[9]荧光化学传感器的产生、发展及应用[J]. 张来新,陈琦. 合成材料老化与应用. 2019(01)
[10]香豆素修饰的碳量子点光稳定剂的制备与性能[J]. 郭明媛,张光华,王子儒. 精细化工. 2018(11)
博士论文
[1]香豆素、螺吡喃和BODIPY类荧光染料的合成及性能研究[D]. 孟宪娇.中北大学 2019
[2]香豆素类荧光聚合物制备及其返黄抑制性能研究[D]. 刘国俊.陕西科技大学 2018
[3]杨木APMP纸浆光诱导返色机理及抑制技术研究[D]. 房桂干.中国林业科学研究院 2002
硕士论文
[1]基于萘酰亚胺的高得率浆返黄抑制剂的合成与性能研究[D]. 裴婧.陕西科技大学 2019
[2]香豆素衍生物固/液状态下荧光行为的调控及性质研究[D]. 吴通.太原理工大学 2018
[3]ZnO杂化材料的制备及其生物相关应用[D]. 林军.南昌大学 2018
[4]萘酰亚胺荧光聚合物的制备与性能研究[D]. 吕彤.陕西科技大学 2018
[5]基于二苯乙烯型荧光增白剂的新型返黄抑制剂的合成与性能研究[D]. 卢玉群.陕西科技大学 2018
[6]含香豆素结构的荧光染料的合成及光谱性能研究[D]. 华超君.浙江工业大学 2017
[7]聚酰胺酯织物的漂白工艺研究与应用[D]. 张仲达.天津工业大学 2017
[8]纳米二氧化硅填充对苯二甲酸乙二醇酯的结晶行为及老化性能研究[D]. 徐英杰.浙江大学 2015
[9]纳米ZnO表面改性及ZnO/UPR纳米复合材料的研究[D]. 刘静.重庆大学 2014
[10]二氧化硅改良木材表面性质研究[D]. 莫引优.广西大学 2011
本文编号：3418713
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