劍麻纖維素微晶-八氨基POSS有機(jī)無機(jī)雜化材料的制備及性能研究.pdf

1、纖維素微晶(CM)作為一種可再生、可降解的天然高分子微晶材料被用作增強(qiáng)材料來改善聚合物基體的性能，具有高模量、低密度、與聚合物基體相容性較好等優(yōu)點(diǎn)，而劍麻纖維素微晶(SFCM)作為植物纖維其最大的缺點(diǎn)是耐熱性差，限制了其應(yīng)用范圍。本論文首先從劍麻纖維中提取制備了SFCM，并在此基礎(chǔ)上制備了劍麻纖維素納米晶須(SFCN)，然后合成了具有良好耐熱性的八氨基POSS，并將八氨基POSS接枝到SFCM基體中制備了SFCM/八氨基POSS有機(jī)無機(jī)

2、雜化材料，研究了八氨基POSS的引入對(duì)雜化材料形貌和性能的影響。
　　 1.本研究以劍麻纖維為原料，通過對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理、堿處理、酸解等處理過程制備了SFCM和SFCN，并采用TGA、FTIR、XRD、DSC、POM、SEM、AFM、粒度分布等測試手段對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征。由FTIR可知所得SFCM和SFCN的主要成分為纖維素；而XRD、POM、SEM測試結(jié)果表明了SFCM以纖維素Ⅰ的形式存在，且長度分布在50-150μm之間，直徑為

3、10μm左右；由DSC和TGA等熱分析結(jié)果可知，SFCM在323.7℃處有一尖銳的吸熱峰，其初始熱分解溫度達(dá)到337℃，這明顯比劍麻纖維的初始熱分解溫度275℃要高很多，并且其在700℃時(shí)的殘留率僅為0.05％。SFCN的表征結(jié)果表明SFCN仍以纖維素Ⅰ的形式存在，結(jié)晶度有所增大，熱性能較SFCM有較大程度的降低。
　　 2.分別以四氫呋喃和無水甲醇為溶劑，γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)為原料，合成了兩種不同形態(tài)結(jié)構(gòu)的八氨

4、基POSS，即POSS-NH2(THF)和POSS-NH2(MeOH)，并采用FTIR、XRD、TG、AFM、粒度分布等測試手段對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，POSS-NH2(MeOH)相對(duì)于POSS-NH2(THF)結(jié)構(gòu)更完整、尺寸更小且分布更均勻。TG分析結(jié)構(gòu)表明POSS-NH2(THF)和POSS-NH2(MeOH)的終止分解溫度分別為522℃和512℃，700℃的固體殘留率達(dá)到56.57%和55.48%，POSS-NH2(TH

5、F)和POSS-NH2(MeOH)都具有良好的熱性能。
　　 3.以環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑，使用不同形貌結(jié)構(gòu)的POSS-NH2(THF)和POSS-NH2(MeOH)接枝劍麻纖維素微晶制備了八氨基POSS/劍麻纖維素微晶有機(jī)無機(jī)雜化材料，并采用FTIR、FESEM、XRD、TG、DSC等手段研究了不同形貌結(jié)構(gòu)的八氨基POSS的引入對(duì)八氨基POSS/SFCM有機(jī)無機(jī)雜化材料的結(jié)構(gòu)形貌和耐熱性的影響。結(jié)果表明，八氨基POSS的引入破壞了