纖維素膽甾型液晶的制備及其性能.pdf

1、纖維素是一種世界上分布最廣且可再生的天然高分子材料,近年來受到科學(xué)家們的廣泛關(guān)注和研究。本文以柄海鞘與棉花纖維素為原料制備了膽甾型液晶,合成了聚苯胺/納米纖維素復(fù)合材料,并分別對其結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)進行了詳細的研究。
　　海鞘是體壁能分泌纖維素的被囊動物,作為天然纖維素的第二大來源,且其體內(nèi)的纖維素具有較高的結(jié)晶度且90%為Iβ晶型,因此得到了廣泛研究。本文中首先以柄海鞘為原料,用堿浸泡/次氯酸鈉漂白的方法提取出纖維素,然后采用酸水解

2、的方法制備出了膽甾型液晶,并且用傅立葉變換紅外光譜儀(FT-IR)、偏光顯微鏡(POM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)對得到的樣品進行了表征。實驗結(jié)果表明,從柄海鞘中提取出來的樣品為纖維素;水解后的柄海鞘纖維素懸浮液的雙折射性質(zhì)與濃度有關(guān);在水解了15小時后,并且柄海鞘纖維素懸浮液的濃度為5wt%時形成了膽甾型液晶,螺距約為20μm。另外,隨著反應(yīng)時間的延長,其長度分布變窄,平均長度減小,而寬度和高度基本不變。相同水

3、解條件下得到的海鞘纖維素尺寸遠遠大于棉花纖維素的尺寸。
　　植物作為纖維素的第一大來源,與海鞘纖維素相比,具有來源更廣泛、更易水解形成膽甾型液晶等優(yōu)點。在本文中采用酸水解棉花微晶纖維素的方法制備了膽甾型液晶,然后采用POM研究了反應(yīng)時間、懸浮液濃度等對膽甾型液晶形成的影響,以及磁場對形成的膽甾型液晶的影響。用SEM、AFM表征了形成膽甾型液晶的納米纖維素的形貌及其尺寸。結(jié)果表明,當反應(yīng)時間為1小時時沒有膽甾型液晶的形成,而反應(yīng)了3

4、.5小時并且納米纖維素的濃度為4wt%時才形成了膽甾型液晶,其螺距約為15μm;將纖維素膽甾型液晶于磁場強度為8T磁場中放置12小時,膽甾型液晶的指紋織構(gòu)由多疇(polydomain)轉(zhuǎn)變?yōu)閱萎?monodomain)織構(gòu),而且排列整齊有序;形成膽甾型液晶的納米纖維素為棒狀結(jié)構(gòu),長度在100-400nm范圍內(nèi),寬度在30-70nm范圍內(nèi),高度在6-10nm范圍內(nèi)。
　　以棉花納米纖維素懸浮液為反應(yīng)場,采用原位聚合的方法制備聚苯胺/