甲殼素晶須對納米纖維及質(zhì)子交換膜的增強(qiáng)性能研究.pdf

1、近年來，隨著化石燃料的儲備逐漸減少以及人們對環(huán)境問題越來越關(guān)注，生物基和生物降解的材料引起了人們很大的關(guān)注。甲殼素是地球上第二豐富的天然高分子多糖，可以從甲殼動物蝦、蟹、昆蟲的外殼、真菌或昆蟲的細(xì)胞壁等獲得。甲殼素納米晶須(CNWs)是通過去除甲殼素中的無定型區(qū)域獲得的單個的甲殼素微晶，具有良好的生物相容性、無毒、強(qiáng)的親水性以及生物可降解性以及優(yōu)異的力學(xué)性能，是一種理想的聚合物納米填料。
　　本論文通過TEMPO媒介氧化體系制備了

2、類似棒狀形貌的甲殼素納米晶須，并對其結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了研究:CNW呈棒狀或針狀，其直徑約為33納米，長度為150～550納米，平均長徑比約為10;相比甲殼素，晶須的結(jié)晶度提高至89.6％。為拓展CNWs的應(yīng)用領(lǐng)域，本論文進(jìn)行了兩方面的探討:
　　(1)將CNWs分散到聚丙烯腈(PAN)溶液中，利用溶液噴射紡絲技術(shù)（solution blowing）制備了PAN/CNWs納米纖維，研究結(jié)果表明:晶須以“竹節(jié)狀”沿纖維方向分布，晶須的引

3、入提高了纖維的結(jié)晶性能與熱性能;CNWs的適量添加可提高纖維的力學(xué)性能，3％添加量時其力學(xué)性能提高了75％，但晶須進(jìn)一步增加時，纖維拉伸斷裂強(qiáng)度則呈現(xiàn)減小的趨勢;為此，對CNWs進(jìn)行表面氨基化改性，改善其與聚合物基體的相容性，有效提高了纖維的力學(xué)性能。
　　(2)將晶須添加到磺化聚醚砜(SPES)溶液中，通過流延刮涂法制備了SPES/CNWs復(fù)合質(zhì)子交換膜，復(fù)合膜表面平整、致密，晶須均勻的分布在SPES基體中，提升了復(fù)合膜的力學(xué)性