魔芋葡甘聚糖納米晶的化學(xué)改性及其增強(qiáng)聚氨酯的研究.pdf

1、目前用作增強(qiáng)填料的納米粒子多為無(wú)機(jī)納米粒子，無(wú)機(jī)納米粒子的使用不僅會(huì)造成嚴(yán)重的堆積問(wèn)題，而且對(duì)人體和環(huán)境都有很大的影響?；谔烊欢嗵堑挠袡C(jī)納米粒子具有與無(wú)機(jī)納米粒子一樣的增強(qiáng)作用，且可以避免無(wú)機(jī)納米粒子存在的問(wèn)題。魔芋是我國(guó)的特產(chǎn)資源，產(chǎn)量豐富。作為一種天然高分子，魔芋葡甘聚糖(KGM)的納米粒子有潛力成為替代無(wú)機(jī)納米粒子的環(huán)境友好增強(qiáng)填料。
　　 本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 1.通過(guò)酸解魔芋葡甘聚糖得到KGM納米

2、晶，采用苯甲酰氯對(duì)KGM納米晶進(jìn)行表面化學(xué)改性，以期降低納米晶的表面能，使其能夠很好地分散在有機(jī)溶劑中。對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行紅外光譜測(cè)試證明了對(duì)KGM納米晶改性的成功，對(duì)產(chǎn)物的XRD衍射測(cè)試表明經(jīng)過(guò)化學(xué)改性后的KGM納米晶與原納米晶具有相同的晶型，靜態(tài)水接觸角及潤(rùn)濕性實(shí)驗(yàn)證實(shí)了經(jīng)過(guò)苯甲酰氯的化學(xué)改性，成功地降低了KGM納米晶的表面極性，透射電子顯微鏡表征了改性后的KGM納米晶呈現(xiàn)出與未改性納米晶相同的片狀結(jié)構(gòu)。
　　 2.通過(guò)在玻璃板上流

3、延的方法制備了一系列不同含量的聚氨酯/KGM納米晶復(fù)合膜。力學(xué)測(cè)試結(jié)果表明在含量較少時(shí)，KGM納米晶對(duì)聚氨酯基體顯示出了一定的增強(qiáng)效果，并且沒(méi)有出現(xiàn)明顯的納米晶聚集體。當(dāng)KGM納米晶含量為0.5wt％的時(shí)候，聚氨酯膜的拉伸強(qiáng)度由純聚氨酯的1.19MPa增加到1.37MPa，隨著納米晶含量的再增加，聚氨酯膜的拉伸強(qiáng)度則呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。掃描電子顯微鏡、紅外光譜測(cè)試、XRD衍射測(cè)試表明當(dāng)KGM納米晶含量為0.5wt％的時(shí)候，納米晶在復(fù)合膜內(nèi)分散

4、地較好，與聚氨酯基體表現(xiàn)出較強(qiáng)的相互作用。
　　 3.通過(guò)在玻璃板上流延的方法制備了一系列不同含量的聚氨酯/改性KGM納米晶復(fù)合膜。掃描電子顯微鏡、紅外光譜測(cè)試、XRD衍射測(cè)試表明改性的KGM納米晶與聚氨酯基體有很好的相容性，從而使得填料與基體之間具有較大的相互作用，達(dá)到增強(qiáng)增韌的目的。力學(xué)測(cè)試表明，隨著改性KGM納米晶含量的增加，聚氨酯復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，當(dāng)改性KGM納米晶含量為2.0wt％的時(shí)候，復(fù)合

5、膜具有最大的拉伸強(qiáng)度和最大的斷裂伸長(zhǎng)率，并且斷裂伸長(zhǎng)率從純聚氨酯的144.44％增加到382.44％，增加了164.74％。這一變化充分體現(xiàn)出了對(duì)KGM納米晶進(jìn)行化學(xué)改性的必要性，并成功得到了新型的有機(jī)納米復(fù)合材料。
　　 本工作中有關(guān)天然多糖納米晶的改性方法及其增強(qiáng)聚氨酯基體所得到的有機(jī)納米復(fù)合材料的制備及表征的研究成果，為天然多糖有機(jī)納米粒子的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和利用提供了重要的科學(xué)依據(jù)。因此本文具有重要的理論意義和應(yīng)用前景，并且符