1. 研究目的与意义
了解和掌握生物质纳米纤维素的制备工艺和方法,尤其是酸解超声波联合处理制备竹材纳米纤维素的工艺及检测方法;烷基偶联剂的应用现状及特性;纳米纤维素烷基化改性的研究现状及特征检测方法。
提高纳米纤维素在复合材料制备过程中均匀分散的问题,主要是通过采用硅烷偶联剂对纳米纤维素进行接枝改性,提高纳米纤维素的界面非极性,为下一步纳米纤维素与聚苯胺复合材料的研究奠定基础。2. 国内外研究现状分析
随着资源的严重匮乏和人们对环保的日益重视,有效利用纳米纤维素这种价廉物丰的绿色可再生资源,利用新技术在微观领域对纤维素分子及晶须进行重组和改性,开发出具有优良性能的新型精细化工产品,具有极其重要的意义。纳米纤维素是一种新型的高分子功能材料,它取白天然纤维素,具有广泛的来源、独特的结构和优良的性能,如高的杨氏模量、大的比表面积、独特的光学性能、流变性能和力学性能等使其具有广阔的应用前景,成为了科学家们研究的热点。如果该材料的成本降低,得到普及,甚至有望改写材料产业的格局。
目前,世界上已有50多个国家制定了国家级纳米技术计划,一些国家虽然没有专项的纳米技术计划,但其他计划中也往往包含了纳米技术相关研发。
在过去的十几年里,国内外针对纳米纤维素的制备、表征、表面修饰及其复合材料开展了较多的研究工作。目前,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,利用共混法、溶胶-凝胶法、插层法、模板组装法、非共价弱相互作用复合法和仿生矿化等方法,进一步将纳米纤维素优越的机械性能与功能性无机纳米材料进行优势互补,构筑结构可塑、稳定,集轻质和强韧于一身。
3. 研究的基本内容与计划
1、制备纳米纤维素, 酸解超声波联合处理制备竹材纳米纤维素。
2、研究以硅烷偶联剂对竹材纳米纤维素的改性方法,通过添加不同量的硅烷偶联剂对纳米纤维素特征的影响。重点对比改性前后竹材纳米纤维素特征及性能的影响,主要包括材料的结构形态,界面结合方式,以及结晶度的变化等特征和性质。
3、实验数据采集。
4. 研究创新点
1、本研究先采用协同合作的方式进行实验,然后各自根据自身实验要求进行实验。
2、 本研究要求学生有较强的动手能力,能够在老师的指导下完成各种实验。