1. 研究目的与意义
本实验旨在将纳米纤维素作为生物模板,以天然橡胶作为基体,与聚吡咯三者结合在一起研究制备出一种新型的、高性能天然橡胶基导电纳米复合材料。
(1)实现对天然橡胶基体的补强作用,取代目前常用的炭黑、二氧化硅、碳酸钙等无机填料,扩大功能性天然橡胶的使用范围;
(2)弥补聚吡咯难以成膜、加工性和柔韧性差等缺陷;
2. 国内外研究现状分析
自从1995年 Favier 及合作者第一次报道 NCC 增强胶乳的研究以来,NCC 作为增强材料增强天然高分子材料和合成高分子材料以制备纳米复合材料得到了广泛的研究。章毅鹏等采用次氯酸钠降解剑麻纤维的方法来制备纳米纤维素晶体,然后通过共凝沉法制备了纳米晶纤维素/天然橡胶 ( NCC/NR ) 复合材料。对复合材料的微观结构、物理机械性能、动态力学性能、热稳定性进行分析,结果表明,NCC 在 NR 中均匀分散,对 NR 有较好的补强作用,复合材料的储能模量提高,损耗因子下降,但对 NR 的热稳定性影响不大。Chuayjuljit 等用盐酸酸解棉纤维制备微晶纤维素 ( microcrystalline cellulose ,MCC ) ,并加到天然橡胶胶乳中共沉后制成硫化胶样片。结果表明随着 MCC 的加入,NR 的拉伸强度降低,同时吸水性和生物降解性增加。Hamed 在大量理论学习和实验研究的基础上指出,高效的橡胶补强应该是纳米补强,通过纳米补强技术可制得综合性能优异的天然橡胶纳米复合材料。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
本毕业论文提出以最为广泛使用的弹性体-天然橡胶 ( nr ) 为基体,以原位聚合的方法,将 ppy 聚合到 cnf 表面,这使得其能够在天然橡胶 ( nr ) 基质中制造 3d 分级多尺度导电结构。制备的这种柔性 nr 复合材料同时兼具功能导电性和高强度。
研究计划:
4. 研究创新点
纳米纤维素/聚吡咯天然橡胶柔性导电复合材料作为一类新型功能性纳米复合材料,不但保留着纳米纤维素和导电活性物质各自的优势特点,而且纳米纤维素作为基体材料赋予了导电复合材料更多的形态特征。
在过去几十年中,ncc 研究的深度,多样性以及丰富性都得到了极大的发展。
在欧美国家,ncc 作为一种环境友好型的森林工业产品有希望重振日渐衰落的林产纸浆产业。
