含纳米淀粉超疏水涂层的制备及其性能研究

发布时间：2021-12-31 16:13

　　随着社会和科技的发展,超疏水性表面因其特殊的性能在世界范围内已经吸引了越来越多研究者的关注。本文使用酸水解法制备纳米淀粉,并以丙烯酸丁酯和乙烯基MQ硅树脂共聚制备疏水乳液。将该乳液和纳米淀粉分散液涂覆于棉织物上,制备出超疏水涂层。考察了盐酸浓度、酸水解时间、改性剂种类对纳米淀粉粒径和润湿性的影响;以及疏水乳液及淀粉分散液的涂覆次数、基底种类、pH值对疏水性能的影响;并对该乳液的疏水机理进行了初步探讨。最后进一步考察了超疏水棉织物油水分离、自清洁、防覆冰、防腐蚀等方面的应用。得到的研究结果如下:（1）随盐酸浓度和酸水解时间的增加,纳米淀粉的平均粒径逐渐减小,且分布更加均匀;经偶联剂KH-570改性的纳米淀粉疏水性较好。（2）当丙烯酸丁酯与乙烯基MQ硅树脂的配比为18:5,聚合时间为6 h时,加料方式为后加硅树脂时,乳液疏水性最佳。（3）用乳液和纳米淀粉分散液分别涂覆2次和1次后,棉织物接触角达到161.8°,达到超疏水效果。采用该涂覆工艺分别对尼龙、涤纶、木材和滤纸进行涂覆,其接触角分别为156.0°、136.6°、158.0°和153.2°。（4）该棉织物超疏水涂层具有超疏水、超亲油性... 

【文章来源】：西安工程大学陕西省

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 纳米淀粉
    1.3 纳米淀粉的制备方法
        1.3.1 酸水解法
        1.3.2 酶处理法
        1.3.3 高压均质法
        1.3.4 超声波法
        1.3.5 反应挤出法
        1.3.6 酶解与重结晶
        1.3.7 γ射线辐照法
    1.4 纳米淀粉的应用
        1.4.1 复合材料方面的应用
        1.4.2 乳化稳定剂
        1.4.3 药物载体与植入材料
        1.4.4 脂肪替代品
    1.5 超疏水理论基础
        1.5.1 光滑表面的润湿性
        1.5.2 粗糙表面的润湿性
    1.6 超疏水表面的制备方法
        1.6.1 自上而下法
        1.6.2 自下而上法
        1.6.3 组合法
    1.7 超疏水表面的应用
        1.7.1 防覆冰
        1.7.2 流体减阻
        1.7.3 自清洁
        1.7.4 油水分离
    1.8 研究意义及研究内容
2 纳米淀粉的制备及表面改性
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂及实验仪器
        2.2.2 纳米淀粉的制备
        2.2.3 纳米淀粉的改性
        2.2.4 性能测试与表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 红外光谱分析
        2.3.2 XRD分析
        2.3.3 纳米淀粉粒径分析
        2.3.4 透射电子显微镜分析(TEM)
        2.3.5 纳米淀粉的分散性表征
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 盐酸浓度对纳米淀粉粒径的影响
        2.4.2 酸水解时间对纳米淀粉粒径的影响
        2.4.3 偶联剂种类对纳米淀粉接触角的影响
    2.5 小结
3 含纳米淀粉超疏水涂层的制备
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂及实验仪器
        3.2.2 疏水乳液的合成
        3.2.3 超疏水涂层的制备
        3.2.4 测试与表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 红外分析
        3.3.2 乳液粒径分析
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 疏水乳液涂覆次数对疏水性能的影响
        3.4.2 淀粉分散液涂覆次数对疏水性能的影响
        3.4.3 纳米淀粉粒径对疏水性能的影响
        3.4.4 织物种类对疏水性能的影响
        3.4.5 滤纸和木材的疏水性研究
    3.5 小结
4 乳液的疏水机理研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂及实验仪器
        4.2.2 实验过程
    4.3 性能测试
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 单体配比对疏水性的影响
        4.4.2 乳液聚合时间对疏水性的影响
        4.4.3 加料方式对疏水性的影响
        4.4.4 成膜温度对疏水性的影响
        4.4.5 成膜时间对疏水性的影响
        4.4.6 乳液涂层中元素梯度分布研究
    4.5 小结
5 含纳米淀粉超疏水涂层的性能及应用
    5.1 引言
    5.2 实验试剂与仪器
    5.3 超疏水涂层的性能
        5.3.1 超疏水涂层的耐久性
        5.3.2 超疏水棉织物的镜面效应
        5.3.3 超疏水涂层的耐温性
        5.3.4 pH稳定性
        5.3.5 超疏水涂层的耐酸碱性
    5.4 超疏水涂层的应用
        5.4.1 油水分离性能
        5.4.2 自清洁
        5.4.3 防腐蚀
        5.4.4 防覆冰
    5.5 小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者攻读学位期间发表的学术论文清单
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]不同来源淀粉的组成、结构及其在动物生产上的应用研究进展[J]. 李岫怡,杨桂芹,郭东新.  动物营养学报. 2019(03)
[2]浸渍法制备不锈钢基超疏水网膜及其在油水分离中的应用[J]. 陈雪,袁军,马晓梦,曾孟阳,伍鸿哲.  化工新型材料. 2018(S1)
[3]可提高气密性的创新纳米复合材料[J]. 文涛,Alena Kaderabkova,Vratislav Duchaeck.  现代橡胶技术. 2018(06)
[4]可提高气密性的创新纳米复合材料[J]. 文涛,Alena Kaderabkova,Vratislav Duchaeck.  现代橡胶技术. 2018 (06)
[5]超疏水材料的研究进展[J]. 刘成宝,李敏佳,刘晓杰,陈志刚.  苏州科技大学学报(自然科学版). 2018(04)
[6]飞秒激光诱导仿生超疏水材料表面的研究进展[J]. 张径舟,陈烽,雍佳乐,杨青,侯洵.  激光与光电子学进展. 2018(11)
[7]脂肪替代品及其在肉制品中的应用[J]. 周艳华,王利宾,李涛.  江苏调味副食品. 2018(03)
[8]植物叶表面超疏水性研究进展[J]. 王万兴,房岩,蓝蓝,纪丁琪,关琳,卢浩华,郭宝琪,孙刚.  农业与技术. 2018(17)
[9]基于激光微纳制造技术在工程材料基底构筑超疏水表面的技术及应用进展[J]. 彭周亮,李婷,杨付超,郭志光.  功能材料. 2018(08)
[10]仿生特殊浸润性界面在化学工程与工艺中的应用[J]. 曹墨源,巴特尔,柏浩.  化工学报. 2018(11)

博士论文
[1]淀粉纳米晶的制备、分散、改性及乳化性研究[D]. 魏本喜.江南大学 2015
[2]纳米淀粉微球溶液的制备及抗失血性休克的基础研究[D]. 李源.第四军医大学 2012

硕士论文
[1]马铃薯淀粉纳米颗粒的制备与特性表征及其作为药物载体材料缓释性的研究[D]. 赖兴娟.甘肃农业大学 2017
[2]籼米纳米淀粉/海藻酸钠复合可食性膜的制备与性能的研究[D]. 周雨佳.湖南农业大学 2017
[3]醛肼交联型PNIPAM复合水凝胶的制备及性能研究[D]. 李珊珊.北京化工大学 2017
[4]银杏淀粉基脂肪替代品的制备及应用研究[D]. 赵丽婷.南京林业大学 2015
[5]淀粉纳米颗粒的制备及其作为药物载体的研究[D]. 单洪玲.东北师范大学 2012
[6]纳米大米淀粉的制备及作为药物载体的研究[D]. 吴聪.天津科技大学 2011
[7]双亲性淀粉衍生物/橡胶复合材料的制备及性能研究[D]. 张文英.北京化工大学 2009
[8]天然高分子复合材料结构性能研究[D]. 陈建光.西南大学 2009
[9]淀粉纳米晶粒/天然高分子复合薄膜的制备及其性能研究[D]. 段彬.江南大学 2008
[10]超疏水非光滑表面的设计与制作及其血液相容性和流体减阻的初步研究[D]. 杨加宏.江苏大学 2007



本文编号：3560569