1. 研究目的与意义
目前制备纳米纤维的方法有拉伸法、模板合成法、相分离法、自组装法等。近年来,静电纺丝法越来越为人们所关注,该法操作简单,而且制备出的纳米纤维具有直径小、比表面积大、空隙率高、直径均一等特点,可有效制备出质轻、耐高温、导电性能好的连续聚合物纳米纤维,在电子器件、生物医用材料、传感材料、防护材料及过滤材料等方面具有广泛的应用前景。本毕业论文提出的以PVA体系作为基体, 加入CNC和双十二烷基苯磺酸钠分散后的CNT,采用高速旋转飞轮作为接收器,获得高度定向排列的纳米纤维集合体,大大提高复合膜的力学性能的同时也赋予其导电性。
静电纺丝技术是一种借助于静电场作用的纺丝方法,近年来在制备纳米纤维领域,尤其是复合纳米纤维方面被广泛利用,被认为是制备纳米纤维最有效的方法之一。静电纺丝利用静电力作为动力,使带电荷的高分子溶液或熔体在静电场中流动或变形,经溶液挥发或熔体冷却从而得到纳米级纤维。静电纺丝能够连续生产直径在纳米级别的高聚物纤维,并且对自然环境不会产生污染。与传统的固相支持材料相比,静电纺丝具有较大的比表面积,反应组分能够更加充分地接触,从而提高催化效率。在利用静电纺丝技术这一代表性的制备静电纺丝的方法时,通过改进电纺设备和控制电纺参数,可以实现对纤维的二级结构调控,获得的电纺纤维膜在催化载体、过滤和吸附、生物和医药、电子与光学器件、传感器等方面有着极大的应用潜力。
2. 国内外研究现状分析
1.cnc的制备
纤维素分子内部和分子之间存在极强的氢键作用,所以从纤维素中提取出纳米尺寸并具有优良稳定性的纤维素晶体一直是需要突破的难题。目前,cnc的制备方法可分为化学法、机械法、生物法、静电纺丝法和人工合成法等。化学法包括酸水解法、酶解法和纤维氧化降解法。机械法包括高压均质法和低温压榨法。生物法包括微生物合成法和藻类合成法等。而化学法由于其操作简单方便、能够获得形态尺寸较好的cnc,溶液分布均匀且较为稳定,所以被广泛使用,成为最常见的制备方法。
1.1 酸水解法
3. 研究的基本内容与计划
1、cnc的制备
首先将浓硫酸配置成一定浓度的硫酸,并放置一天,然后将油浴锅升温至适宜的温度,将硫酸溶液沿着玻璃棒缓缓倒入放在油浴锅的烧杯中,静置一会儿,等到硫酸与油浴温度一致时(此时保持油浴和硫酸内部转子的旋转),向硫酸中缓慢、分批加入cnf,利用玻璃棒搅拌,一段时间之后加水终止反应。接着加水沉降,用大烧杯加入过量的蒸馏水稀释、沉降,反复倒掉上层清液,尽量多的排除多余的水,反复多次,最后装入透析袋中透析三天左右,使最终ph值达到中性。
2、cnc/cnt-pva复合膜的制备
4. 研究创新点
1.cnc的制备
采用不同尺寸且结晶度不同的纤维作为原材料,研究最佳硫酸浓度,保证高效制备出粒径均匀的cnc晶体,并对其进行表征;
2.cnt和cnc对复合材料的补强
