納米纖維素晶須接枝共聚物的合成及其液晶性研究.pdf

1、纖維素是天然的高分子物質(zhì)，來源豐富，無毒且是可再生的資源。通過酸水解纖維素可以得到納米纖維素晶須(CNC)。CNC具有很大的比表面積，很高的機(jī)械強(qiáng)度，很高的長徑比、曲率半徑和極強(qiáng)的與其他物質(zhì)的互相滲透力，在納米復(fù)合材料方面具有很好的應(yīng)用前景，是一個(gè)涉及到各學(xué)科相互交叉滲透的新領(lǐng)域。為了解決CNC與聚合物材料的相容性，CNC表面接枝是提高CNC 與聚合物基底的相容性的有效辦法之一。另外，CNC在溶液中能夠自動(dòng)剪切取向形成液晶相，CNC的取

2、向會(huì)影響納米復(fù)合材料的性能，因此研究接枝的CNC的液晶性對設(shè)計(jì)具有特殊性能的納米復(fù)合材料具有重要意義，這些納米復(fù)合材料在顯示器、智能窗口，光學(xué)薄膜、保密紙等有著一定的潛在應(yīng)用價(jià)值。本文通過方便的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)方法在CNC的表面進(jìn)行接枝，研究了接枝的CNC共聚物的液晶性。本論文主要研究內(nèi)容包括：(1)利用ATRP在CNC的表面接枝疏水性聚合物聚苯乙烯(PSt)，研究PSt-grafted CNC溶致和熱致液晶行為。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)

3、PSt-grafted CNC共聚物在溶致和熱致條件下均表現(xiàn)出指紋織構(gòu)的手性向列相液晶。納米纖維素晶須表現(xiàn)出指紋織構(gòu)的手性向列相液晶的機(jī)理是由于納米纖維素晶須本身結(jié)構(gòu)的螺旋扭曲導(dǎo)致的；(2)利用ATRP在CNC的表面接枝了親水性的聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(PDMAEMA)，研究了PDMAEMA-graftedCNC 在水溶液中的液晶行為，同時(shí)還研究了溫度誘導(dǎo)PDMAEMA-grafted CNC水溶液的液晶行為的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)PDMA

4、EMA-grafted CNC在水懸浮液中表現(xiàn)出指紋織構(gòu)的手性向列相液晶，溫度會(huì)誘導(dǎo)其指紋織構(gòu)的變化。隨著溫度的增加指紋織構(gòu)之間的間隔距離減小，在溫度降低的過程中，指紋條帶織構(gòu)之間的間隔距離重新增寬。這主要是因?yàn)闇囟日T導(dǎo)了接枝的PDMAEMA 分子鏈的構(gòu)象變化，從而導(dǎo)致了纖維素晶須的螺旋扭曲作用的變化；(3)利用ATRP在CNC的表面接枝了具有信息存儲(chǔ)功能的聚[6-(4'-甲氧基-4-氧基偶氮苯)-甲基丙烯酸己酯](PMMAZO)。研究