天然纖維素復合功能材料的結(jié)構(gòu)調(diào)控及性質(zhì)研究.pdf

1、天然高分子,作為生物可降解材料和可再生資源引起了人們越來越多的關(guān)注。纖維素是最具代表性的天然高分子。由于其獨特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性質(zhì),在工業(yè)生產(chǎn)、生物醫(yī)藥、環(huán)境工程等多個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。纖維素是典型的剛性高分子,同時,分子鏈上含有大量的羥基使其容易形成分子內(nèi)和分子間氫鍵,因而難溶難融,在很大程度上限制了纖維素的實際應(yīng)用。近年來,纖維素科學研究集中于開發(fā)新型溶劑以及新型功能材料。本論文利用環(huán)境友好的綠色纖維素溶劑體系,采用新的凝膠方法開

2、發(fā)了一種機械性能優(yōu)良的纖維素/甲殼素水凝膠復合膜,研究了復合膜結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系及形成的機理;發(fā)展了一種新型的纖維素/金屬納米粒子復合微球,并嘗試將其應(yīng)用于催化對硝基酚的還原合成藥物中間體對氨基酚。
　　本論文將用于制備高強度纖維素凝膠膜的預(yù)凝膠法拓展到纖維素/甲殼素水凝膠復合膜的制備,研究了甲殼素的加入和預(yù)凝膠條件的改變對復合膜結(jié)構(gòu)性能的影響。相比于傳統(tǒng)的流延成膜法,預(yù)凝膠法獲得的復合膜具有更加緊密均一的結(jié)構(gòu)以及相對較低的結(jié)晶度。

3、復合膜的結(jié)構(gòu)可以通過調(diào)節(jié)甲殼素含量以及預(yù)凝膠溫度控制。隨著甲殼素含量的增加或者預(yù)凝膠溫度的變化,預(yù)凝膠法制備的復合薄膜呈現(xiàn)從致密無孔到疏松多孔的結(jié)構(gòu)變化。復合膜結(jié)晶度隨甲殼素的加入先減少后增加,相對低溫有利于形成低結(jié)晶度的膜。制備的水凝膠復合膜具有優(yōu)異的機械性能,拉伸強度和斷裂伸長率大約為傳統(tǒng)膜的兩倍。藥物分子在水凝膠復合膜中的擴散行為研究表明其遵循孔機理和分配機理共同作用的二元擴散機理。機理研究表明,改變甲殼素含量可以調(diào)控初始混合溶液

4、的凝膠化過程,隨甲殼素含量不同,可以加速或者延緩凝膠化過程。預(yù)凝膠法制備復合膜在水中的再生過程受凝固浴誘導的相分離機理支配。
　　基于溶膠-凝膠法,在含有乳化劑的液體石蠟中制備了直徑約20μm的纖維素微球。采用水熱法,以纖維素微球的納米孔為反應(yīng)容器,利用纖維素的反應(yīng)基團還原AgNO3,成功制備了纖維素/Ag納米粒子復合微球。合成的粒徑30nm的Ag納米粒子在復合微球中能很好地分散,不會破壞纖維素的分子結(jié)構(gòu)以及形貌。盡管Ag納米粒子