静电纺纤维素树枝状纳米纤维的制备及其应用研究

发布时间：2024-02-20 19:58

　　随着石油、煤炭等不可再生资源的枯竭,生物质材料逐渐进入人们的视野,纤维素作为自然界中最为常见且储量极为丰富的多糖类生物质材料之一,无毒、无害且可降解,是一种极为理想的绿色环保材料。电纺仿生异形纳米纤维在诸多方面展现出了良好的应用前景,成为电纺领域研究热点之一。本论文以醋酸纤维素为原料,采用静电纺成型技术,结合仿生、物理掺杂和化学方法,旨在制备功能性纤维素树枝状纳米纤维膜,并开展相关的应用研究,主要研究内容包括以下几方面:(1)以醋酸纤维素(CA)为原料,冰乙酸为溶剂,有机支化盐四丁基氯化铵(TBAC)为添加剂,通过调节静电纺丝工艺参数和氢氧化钠溶液脱乙酰处理,成功制备出具有良好树枝状形貌的纤维素纳米纤维膜,其主干纤维直径主要分布在100-500 nm,分枝纤维直径在20-100 nm;所制得的纤维膜具有良好的亲水性、耐溶剂性以及良好的力学性能,其拉伸断裂强度可达到3.9 MPa;在面密度为0.81 g/cm2时,其过滤效率可达到98.37%,空气阻力仅为115 Pa,展现出了良好的空气过滤性能。(2)在上述研究基础上,利用二氧化锰颗粒掺杂制得二氧化锰掺杂树枝状纤维素纳米纤维膜,再利用柠...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1一1纤维素化学结构川

合形式（即半纤维素）［４］。纤维素是一种具有大分子结构的碳水化合物，它重复的Ｐ－Ｄ－吡喃葡萄糖单元通过碳原子所连接的羟基基团（－０Ｈ）之成缩醛基团共价连接最终形成线性的分子链，具有扁平的带状构象，其化学式为（Ｃ６Ｈ１（）０５）?ｎ；其中每个单元包含有两个葡糖酐环，ｎ的范围通常００....

图１－２?ＣＡ化学结构式??

使得ＣＡ具备了良好的成型加工性，ＣＡ作为诸多纤维素衍生物中最早进行商品??化的一种，是以棉花或者木材为原料，以乙酸为溶剂，在催化剂作用下进行化学??改性而得到的具有热塑性的纤维素衍生物材料，其具体结构式如图１－２所示。对??ＣＡ的评价指标通常有两个，即是酯化程度和聚合度。其酯化程....

图１－３静电纺丝装置示意图［２１］??１．３．３静电纺丝影响因素??

?０??＊人ｈ３??图１－２?ＣＡ化学结构式??从酯化程度上可以将ＣＡ分为两种，酯化程度在３８％－４０％之间的称之为二??醋酸纤维素（ＣＤＡ），酯化程度达到４０％－４２％则称之为三醋酸纤维素（ＣＴＡ）。??因取材于天然纤维素材料、制备工艺简单、加工性能良好、成本低廉使得ＣＡＳ??....

图１－４纤维素与ＣＡ转化示意图??

?ＮＭＭＯ。针对这一难题，学者们发现纤维素衍生物ＣＡ通过碱溶液处理后可以还??原为纤维素，如图１－４。利用这一特性，首先通过静电纺技术制备出ＣＡ纳米纤维??膜，之后使用碱溶液处理使得ＣＡ中酯键发生水解最终得到纤维素纳米纤维膜。??通过此过程能简单制备出纤维素纳米纤维膜，随后利用纤....

本文编号：3904461