木质素改性水凝胶复合物的制备及应用研究

发布时间：2023-02-20 21:06

　　开发利用生物质资源,降低对化石资源的依赖并减少环境污染已成为一个重要的研究热点。木质素作为生物质资源中产量丰富的含有芳香结构的天然高分子,它具有的可降解、生物相容、无毒害、可再生等优点正逐渐引起研究者的关注,但是木质素大分子结构的复杂性以及衍生物来源的多样性,限制了其广泛和高附加值应用。本论文以木质素磺酸钠和硫酸盐木质素为原料,通过化学改性等方法成功制备了系列木质素基水凝胶复合材料,并探讨了应用性能和相关机制,为木质素用作水凝胶复合材料的制备提供相关技术指导和理论基础。利用木质素磺酸钠与丙烯酸制备了木质素磺酸钠基单网络水凝胶,探讨了水凝胶的各组分用量对水凝胶性能的影响,并对水凝胶流变行为进行了研究,分析了水凝胶的触变性和它的内部结构及性质。用质构仪对水凝胶进行拉伸和压缩测试,分析了其力学性能。结果表明,交联剂用量越多,水凝胶弹性越低,变硬,易碎,且溶胀率降低。扫描电镜的结果展示了丙烯酸单体不足时并不能呈现网络结构,但随着丙烯酸用量的增加,水凝胶的网络结构越来越致密,溶胀率下降,而且溶胀后的水凝胶呈现松弛状态。随着木质素磺酸钠用量的增加,水凝胶的孔隙和网络状结构减少,凝胶变得更紧密,木质...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 木质素简介
        1.2.1 木质素来源及结构
        1.2.2 木质素及其衍生物
    1.3 水凝胶概述
        1.3.1 水凝胶分类及应用
        1.3.2 木质素改性水凝胶
    1.4 研究意义及主要研究内容
        1.4.1 论文研究意义
        1.4.2 主要研究内容
第2章 木质素磺酸钠单网络水凝胶的制备及其性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验原料与仪器
    2.3 实验方法
        2.3.1 水凝胶制备方法
        2.3.2 木质素磺酸钠单网络水凝胶的表征
        2.3.3 水凝胶及前期共混溶液流变学测试
        2.3.4 水凝胶的力学性能测试
        2.3.5 水凝胶粘附实验
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 交联剂用量对水凝胶的影响
        2.4.2 丙烯酸单体用量对水凝胶的影响
        2.4.3 木质素磺酸钠用量对水凝胶的影响
        2.4.4 水凝胶及前期共混溶液的流变行为研究
        2.4.5 木质素磺酸钠单网络水凝胶的机械力学分析
        2.4.6 水凝胶作为固体胶黏剂方面的潜力分析
    2.5 本章小结
第3章 木质素磺酸钠双网络水凝胶的制备及力学强度测试
    3.1 前言
    3.2 实验材料与仪器
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 实验仪器
    3.3 实验方法
        3.3.1 水凝胶的制备
        3.3.2 水凝胶检测实验方法
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 水凝胶的吸水溶胀性
        3.4.2 水凝胶的热重分析
        3.4.3 水凝胶的压缩性能分析
        3.4.4 水凝胶循环压缩性能分析
    3.5 本章小结
第4章 氨化改性木质素的制备及负载水凝胶的抗菌效果
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 材料
        4.2.2 制备磺酰化木质素(Lignin-TsO)
        4.2.3 制备氨化木质素(Lignin-NH₂)
        4.2.4 改性木质素的表征
        4.2.5 改性木质素制备抑菌效果分析
        4.2.6 改性木质素的抗菌评价
        4.2.7 改性木质素负载水凝胶的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 ¹HNMR光谱分析
        4.3.2 傅立叶变换红外光谱分析
        4.3.3 激光粒度分析
        4.3.4 热重分析
        4.3.5 元素分析
        4.3.6 SEM分析
        4.3.7 抗菌评价
        4.3.8 氨化改性木质素负载水凝胶抗菌效果分析
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 结论
    5.2 本论文创新之处
    5.3 下一步研究及展望
攻读硕士期间取得的研究成果
参考文献
致谢



本文编号：3747316