纤维素纳米晶/水性聚氨酯薄膜的构建、性能及机理研究
发布时间：2023-04-25 03:19
随着化石资源的枯竭和白色污染的加剧,使用绿色可再生原料制备环境友好复合材料具有重大意义。纤维素是世界上产量最大的天然可再生高分子。近二十年来,由于纤维素纳米晶(Cellulose Nanocrystals,CNCs)具有高强度、优良的光学性质和力学性能等特点,受到了学术界广泛的关注。改进CNCs的制备方法,提高CNCs的产品质量和产率,是当前的研究难点。水性聚氨酯(Waterborne Polyurethane,WPU)由于不含有机溶剂,符合环保的要求,其合成和应用研究越来越广泛。尤其是采用绿色原料如植物油、乳酸等合成WPU成为一个重要的研究方向。本论文针对纳米复合薄膜研究的不足,采用CNCs复合WPU制备复合薄膜,研究其性能,探索其离子相互作用机理,以期为纳米纤维素的高值化应用开辟新的途径,为高强度的纳米复合薄膜的应用提供理论基础和实验依据。WPU中添加CNCs,可以制备高强度的纳米复合薄膜,其在生物医学、家具涂料、食品包装等领域具有应用潜力。本论文的主要研究结果如下:(1)率先采用室温预处理步骤,对硫酸水解法制备CNCs的反应条件进行优化。设置0-180 min不同的预处理时间,考...
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 纤维素纳米晶
1.1.1 纤维素纳米晶的制备方法
1.1.2 纤维素纳米晶的改性
1.2 纳米复合材料的主要制备方法和作用机理
1.3 纤维素纳米晶复合材料的制备、性能和机理研究
1.3.1 纤维素纳米晶复合材料的制备、性能和应用
1.3.2 离子相互作用机理在纳米纤维素复合材料中的应用
1.4 WPU/CNCs复合薄膜的国内外研究现状
1.4.1 水性聚氨酯
1.4.2 WPU/CNCs复合薄膜的制备和性能
1.5 选题的目的、意义及主要研究内容
第二章 纤维素纳米晶的制备
2.1 引言
2.2 实验材料与方法
2.2.1 主要原料和仪器
2.2.2 CNCs的制备
2.2.3 纯CNCs薄膜的制备
2.2.4 表征方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 CNCs纳米粒子形貌和产率
2.3.2 红外光谱分析
2.3.3 XRD分析
2.3.4 热重分析
2.3.5 接触角分析和CNCs悬浮液的双折射现象
2.4 本章小结
第三章 高填料量水性聚氨酯/纤维素纳米晶复合薄膜的制备及性能研究
3.1 引言
3.2 实验材料与方法
3.2.1 主要原料和仪器
3.2.2 CNCs的制备
3.2.3 WPU/CNCs纳米复合物薄膜的制备
3.2.4 性能测试方法
3.2.5 结构表征方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 纳米复合薄膜化学成分及微观结构
3.3.2 纳米复合物薄膜性能
3.4 本章小结
第四章 阴阳离子化的CNCs/WPU复合薄膜的制备及性能研究
4.1 引言
4.2 实验材料与方法
4.2.1 主要原料和仪器
4.2.2 WPU/CNCs纳米复合薄膜的制备
4.2.3 性能测试方法
4.2.4 结构表征方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 纳米复合薄膜化学成分及微观结构
4.3.2 纳米复合薄膜的性能
4.3.3 结构-性能机理
4.4 本章小结
第五章 阴阳离子化CNCs/WPLAU可降解复合薄膜的制备及性能研究
5.1 引言
5.2 实验材料与方法
5.2.1 主要原料和仪器
5.2.2 阴离子化WPLAU的制备
5.2.3 AWPLAU/CNCs纳米复合薄膜的制备
5.2.4 阳离子化WPLAU的制备
5.2.5 CWPLAU/CNCs纳米复合薄膜的制备
5.2.6 性能测试方法
5.2.7 结构表征方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 样品的材料学表征
5.3.2 材料的性能研究
5.3.3 复合薄膜中两组分相互作用机理探讨
5.4 本章小结
第六章 碳纳米管/水性聚氨酯/纳米纤维素层状复合薄膜的制备及性能探索
6.1 引言
6.2 实验材料与方法
6.2.1 主要原料和仪器
6.2.2 碳纳米管悬浮液的制备
6.2.3 基本原料液的配制
6.2.4 复合薄膜的制备
6.2.5 性能测试方法
6.2.6 结构表征方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 层状复合薄膜化学成分及微观结构
6.3.2 层状复合薄膜性能
6.4 本章小结
第七章 结论、创新点及下一步工作的展望
7.1 本论文的主要结论
7.2 本论文的创新点
7.3 对下一步工作的展望
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录
致谢
本文编号：3800596
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 纤维素纳米晶
1.1.1 纤维素纳米晶的制备方法
1.1.2 纤维素纳米晶的改性
1.2 纳米复合材料的主要制备方法和作用机理
1.3 纤维素纳米晶复合材料的制备、性能和机理研究
1.3.1 纤维素纳米晶复合材料的制备、性能和应用
1.3.2 离子相互作用机理在纳米纤维素复合材料中的应用
1.4 WPU/CNCs复合薄膜的国内外研究现状
1.4.1 水性聚氨酯
1.4.2 WPU/CNCs复合薄膜的制备和性能
1.5 选题的目的、意义及主要研究内容
第二章 纤维素纳米晶的制备
2.1 引言
2.2 实验材料与方法
2.2.1 主要原料和仪器
2.2.2 CNCs的制备
2.2.3 纯CNCs薄膜的制备
2.2.4 表征方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 CNCs纳米粒子形貌和产率
2.3.2 红外光谱分析
2.3.3 XRD分析
2.3.4 热重分析
2.3.5 接触角分析和CNCs悬浮液的双折射现象
2.4 本章小结
第三章 高填料量水性聚氨酯/纤维素纳米晶复合薄膜的制备及性能研究
3.1 引言
3.2 实验材料与方法
3.2.1 主要原料和仪器
3.2.2 CNCs的制备
3.2.3 WPU/CNCs纳米复合物薄膜的制备
3.2.4 性能测试方法
3.2.5 结构表征方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 纳米复合薄膜化学成分及微观结构
3.3.2 纳米复合物薄膜性能
3.4 本章小结
第四章 阴阳离子化的CNCs/WPU复合薄膜的制备及性能研究
4.1 引言
4.2 实验材料与方法
4.2.1 主要原料和仪器
4.2.2 WPU/CNCs纳米复合薄膜的制备
4.2.3 性能测试方法
4.2.4 结构表征方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 纳米复合薄膜化学成分及微观结构
4.3.2 纳米复合薄膜的性能
4.3.3 结构-性能机理
4.4 本章小结
第五章 阴阳离子化CNCs/WPLAU可降解复合薄膜的制备及性能研究
5.1 引言
5.2 实验材料与方法
5.2.1 主要原料和仪器
5.2.2 阴离子化WPLAU的制备
5.2.3 AWPLAU/CNCs纳米复合薄膜的制备
5.2.4 阳离子化WPLAU的制备
5.2.5 CWPLAU/CNCs纳米复合薄膜的制备
5.2.6 性能测试方法
5.2.7 结构表征方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 样品的材料学表征
5.3.2 材料的性能研究
5.3.3 复合薄膜中两组分相互作用机理探讨
5.4 本章小结
第六章 碳纳米管/水性聚氨酯/纳米纤维素层状复合薄膜的制备及性能探索
6.1 引言
6.2 实验材料与方法
6.2.1 主要原料和仪器
6.2.2 碳纳米管悬浮液的制备
6.2.3 基本原料液的配制
6.2.4 复合薄膜的制备
6.2.5 性能测试方法
6.2.6 结构表征方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 层状复合薄膜化学成分及微观结构
6.3.2 层状复合薄膜性能
6.4 本章小结
第七章 结论、创新点及下一步工作的展望
7.1 本论文的主要结论
7.2 本论文的创新点
7.3 对下一步工作的展望
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录
致谢
本文编号：3800596
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