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【碩士】纖維素納米晶的乙?；案男跃郯滨ゲ牧系难芯?/h1>
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【碩士】纖維素納米晶的乙?；案男跃郯滨ゲ牧系难芯俊 ∈谟鑼W(xué)位：碩士 學(xué)位授予單位：合肥工業(yè)大學(xué) 學(xué)位年度：2011 以生物質(zhì)納米材料作為填料與聚合物材料進(jìn)行復(fù)合改性是納米復(fù)合材料領(lǐng)域新興的研究方向。這種材料是由聚合物高分子與納米物質(zhì)復(fù)合而成，從而表現(xiàn)出一定的納米結(jié)構(gòu)效應(yīng)。與宏觀顆粒不同，納米粒子具有特殊體積效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)和表面界面效應(yīng)等，從而表現(xiàn)出獨(dú)特的電、光、磁和化學(xué)特性，借此為制備出多功能、高性能復(fù)合材料開(kāi)辟了一個(gè)全新的途徑。 本課題選用具有納米結(jié)構(gòu)的天然高分子—纖維素納米晶(CN)，通過(guò)對(duì)其表面進(jìn)行乙酸化修飾使其在有機(jī)溶劑中表現(xiàn)出更好的相容性和分散性。同時(shí)選用甲苯二異氰酸酷(TDI)、蓖麻油(Castor oil)和1,4一丁二醇(1,4-BDO)等作為合成聚氨酷的主要原料。然后將得到的乙酞化纖維素納米晶(ACN)與蓖麻油基的聚氨酷材料復(fù)合，得到一種高生物質(zhì)含量的納米復(fù)合材料。并通過(guò)一系列力學(xué)性能和熱力學(xué)性能測(cè)試表征復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能，探究結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系?！ ? 本論文主要研究結(jié)果為:(1)將纖維素納米晶與乙酸配反應(yīng)，使纖維素納米晶表面的活性經(jīng)基部分被乙酸醉基團(tuán)取代，得到乙酞化纖維素納米晶(ACN)。經(jīng)測(cè)試表明，經(jīng)乙酞化修飾的纖維素納米晶的原始結(jié)晶結(jié)構(gòu)和形貌并沒(méi)有發(fā)生太大改變，而其在有機(jī)溶劑中的分散性和穩(wěn)定性得到明顯提高;(2)以流延成膜方法，通過(guò)引入ACN成功制備了高生物質(zhì)含量高性能的蓖麻油基聚氨酷新型復(fù)合材料。復(fù)合材料中填料的含量達(dá)到驚人的25 wt%，而復(fù)合材料的強(qiáng)度和模量隨著ACN含量的增加不斷增大，分別為10.41 MPa, 42.61 MPa。并且復(fù)合材料的斷裂伸長(zhǎng)率相較于純的聚氨酚都有所提高。當(dāng)ACN含量為10%時(shí)，斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到最大的444%，為純含量的2倍多?！ ? 通過(guò)對(duì)纖維素納米晶表面的乙酞化修飾，在不改變其原始形貌和結(jié)晶結(jié)構(gòu)的前提下，成功改善其在有機(jī)溶劑中的分散性以及與有機(jī)基質(zhì)的相容性，進(jìn)而通過(guò)在蓖麻油基聚氨酷中引入乙酞化纖維素納米晶，得到高生物質(zhì)含量機(jī)械性能優(yōu)異明顯提高的納米復(fù)合材料。希望本研究能為環(huán)境友好材料的發(fā)展提供參考。
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