纖維素納米晶的乙酰化及改性聚氨酯材料的研究.pdf

1、以生物質(zhì)納米材料作為填料與聚合物材料進行復合改性是納米復合材料領(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)出獨特的電、光、磁和化學特性，借此為制備出多功能、高性能復合材料開辟了一個全新的途徑。
　　 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)，通過對其表面進行乙酰化修飾使其在有機溶

2、劑中表現(xiàn)出更好的相容性和分散性。同時選用甲苯二異氰酸酯(TDI)、蓖麻油(Castor oil)和1，4－丁二醇(1，4－BDO)等作為合成聚氨酯的主要原料。然后將得到的乙?；w維素納米晶(ACN)與蓖麻油基的聚氨酯材料復合，得到一種高生物質(zhì)含量的納米復合材料。并通過一系列力學性能和熱力學性能測試表征復合材料的結(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酐反應(yīng)，使纖維素納米晶表面的活

3、性羥基部分被乙酸酐基團取代，得到乙?；w維素納米晶(ACN)。經(jīng)測試表明，經(jīng)乙?；揎椀睦w維素納米晶的原始結(jié)晶結(jié)構(gòu)和形貌并沒有發(fā)生太大改變，而其在有機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酯新型復合材料。復合材料中填料的含量達到驚人的25 wt％，而復合材料的強度和模量隨著ACN含量的增加不斷增大，分別為10.41MPa，42.61MPa。并且復合材料的斷裂伸長