甲壳素纳米结构透明膜材料的制备与研究开题报告

 2021-08-08 22:04:58

1. 研究目的与意义

通过聚焦生物质本身特有的纳米结构和功能化设计,开发高透明纳米膜。纳米结构膜材料的制备无需将纤维素纳米化处理,而是利用动植物纤维本身存在的纳米结构成膜,并表征膜材料的各项性能。以生物基透明纳米膜高性能化和批量化生产为目标,面向光伏基材、有机柔性显示器基材、电子纸的研究。

由于地球的煤,石油等资源的有限,迫使人们开始寻找其他资源,甲壳素是自然界中仅次于纤维素的第二大类生物材料,它也是地球上除蛋白质以外含量最多的含氮天然有机物,广泛存在于蟹虾、金龟子、蚱蜢等甲壳类动物的硬壳中以及香菇等菌类的细胞壁中。自然界每年生物合成甲壳素的质量高达数十亿吨,远远超过其他氨基多糖,是一种取之不尽用之不竭的绿色可再生资源。生物质纳米纤维素具有许多优越的性质,如高强度、高亲水性、高生物降解性、高杨氏模量、高结晶度以及较好的化学改性能力等。在纳米尺寸范围内应用纤维素分子及其超分子聚集体,设计并配置出不同的稳定的聚合物或者复合物,由此创制出功能优异的新纳米精细化工产品和新纳米材料,使之成为纤维素科学的前沿领域。国外的研究人员早已对甲壳素等纤维素进行透明纳米膜的生产,由于纳米级材料的制备很难,制备残留的废水难以处理,所以本研究的目的是让非纳米级的动植物纤维成膜并透明化,大大提高生产实用性,以及对现代显示器基材、光伏基材等进行革命性的变化,大大提高显示器基材的强度,韧性等力学性能。

2. 国内外研究现状分析

1.国外纳米结构透明膜材料的研究现状

纳米结构透明膜是以动植物纤维为主要成分的具有透明性的膜。这些动植物纤维组成的膜具有高强度,高韧性,由于动植物纤维在地球上每年都有大量的再生,且绿色环保,取之不,尽用之不竭,因此动植物纳米纤维素成为国际上科研人员寻找新资源的首要目标。近年来,日本京都大学,三菱化工等知名学校企业的科研人员都发表了很多关于纳米纤维素成膜的研究成果。

获取纳米纤维素的主要途径

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:1.以甲壳素以及建伟苏为原料,选择合适的工艺条件对其进行预处理,使其进行非纳米处理,随后制膜,完成制膜后

2.采用ftir,tg,dsc等表征手段对膜结构进行表征。

3.探索合适的非纳米处理的透明成膜性。

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4. 研究创新点

1.如果能够利用非纳米级甲壳素纤维素能制成透明膜材料,那么能大大提高纤维素膜大量生产。

2.丙烯酸树脂与甲壳素纳米纤维素复合成透明膜,就能制造光伏基材,显示器基材。

3.甲壳素纤维素制成的膜是环境友好型膜,能大大降低对环境的污染

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