1. 研究目的与意义(文献综述)
随着消费水平的提高,人们对绿色环保无害的材料要求也随之而来。其中纤维素作为自然界储藏量最大,可再生且可生物降解的生物高分子,能够从棉花、木材、小麦秸秆、剑麻、甜菜、细菌等生物来源中提取,是一种具有很高环保价值的天然高分子材料。作为一种重要的原材料,除在传统工业应用外,任何交叉结合纳米科学、化学、物理学、材料学、生物学及仿生学等学科都进一步的利用纤维素资源,以期开发出具有高附加值或功能性的天然高分子纳米复合材料和功能材料。
来源于天然纤维素的纤维素纳米晶(cnc)是这种生物质基高分子的纳米粒子,cnc具有优异的力学强度(比模量是钢材的3-4倍),。目前,该领域在国内外有许多研究,针对研究纳米纤维素的各种物理化学性质的就有凯斯西储大学的amandae.way等人就曾经探索过纳米纤维素对其ph敏感性的研究;华南理工大学的邓国华等人也发表过有关纳米纤维素水凝胶的自愈性和其在溶液与水凝胶之间的转换,在以纳米纤维素为基础合成新型材料方面,科学家也进行了许多次研究,例如北京林业大学的白浩龙博士就研究纳米纤维素改性聚偏氟乙烯膜材料性能,在提取纳米纤维素方面国外也有着丰富的文献。
本实验主要使用从棉短绒中提取并经过一系列处理的纤维素纳米晶作为原材料,探索以不同的方式对cnc表面引入巯基,比较每种方法的优缺点,找出其中最佳的实验方案。具体而言,本实验采用三种不同的方式在cnc表面引入巯基,通过红外光谱分析,元素分析xps对最后的巯基引入率及实验过程的比较,探索出一种引入巯基的最佳实验方案。
2. 研究的基本内容与方案
1.基本内容
(1)将原材料(棉短绒)水解,提取出纤维素纳米晶;
(2)分别使用三种不同的方法对纤维素纳米晶表面引入巯基;
3. 研究计划与安排
1-2周:资料检索、收集,文献查阅、整理;确定实验方案,撰写开题报告;
3-4周:准备实验仪器与药品;
5-13周:cnc的制备,用3-mpa制备cnc-sh,用tempo氧化的方法制备cnc-sh,硅烷偶联剂制备cnc-sh ;
4. 参考文献(12篇以上)
(1)huang,j.l.,li,c.j.,andgray,d.g.(2014).functionalizationofcellulosenanocrystalfilmsvia“thiol–ene”clickreaction.rscadv.,4(14),6965-6969.
(2)an,s.y.,noh,s.m.,nam,j.h.,andoh,j.k.(2015).dualsulfide–disulfidecrosslinkednetworkswithrapidandroomtemperatureself‐healability.macromol.rapidcomm.,36(13):1255–1260.
(3)warren,n.j.,rosselgong,j.,madsen,j.,andarmes,s.p.(2015).disulfide-functionalizeddiblockcopolymerwormgels.biomacromolecules,16(8),2514-2521.
