1. 研究目的与意义
选取壳聚糖等天然生物质材料作为聚电解质组装基元,取材来源广泛、成本低廉、无毒安全,这正契合了节能减排、绿色生态这一时代主题;其次,生物质聚电解质分子中含有的特种组分物质,配合使用可以使膜层具有阻燃、防腐、抑菌的可能,在此基础上与无机纳米材料相复合,使膜层能够产生多种效能,促进了多功能木质材料的开发;再者,采用层层自组装的技术手段在低温或室温下即可制得复合膜层,大大缩短了膜层的制备时间,提高了制备效率,易于实现工业化生产,并且组装过程中使用的聚电解质液、无机纳米材料等可以循环利用,有望得到一种环保生态的纳米改良方法。
2. 国内外研究现状分析
将无机纳米材料引入到聚电解质多层膜中是当前的研究热点之一,利用聚电解质对盐和pH敏感的离子性基团使它们响应于外部刺激,能够快速地在基体表面成膜,而薄膜的性能可以很容易地通过纳米材料对响应基团的吸附而在其表面获得增强,或者产生新的功能。
当前研究比较多的天然高分子聚电解质主要有壳聚糖、海藻酸钠、果胶酸、木质素磺酸钠及经过化学改性的纤维素等,它们都属于自然界的多糖类物质,来源于海鲜加工业、造纸工业等的废弃物,取材广泛,同时又具有生物可降解、安全无毒、良好的生物相容性、对环境无公害等特点。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容: 1. 通过实验探究壳聚糖浓度,植酸钠浓度,纳米氢氧化镁粒子浓度,pH值,离子强度以及反应时间对木材表面多层复合膜的影响,得到最佳工艺条件; 2.改良后木材的阻燃性能的检测与分析。
计划: 2017.1.1-2017.2.18 阅读各类文献,理清实验思路,提出实验方案; 2017.2.19-2017.4.10 不同的实验条件下,在木材表面制备壳聚糖/植酸钠/纳米氢氧化镁多层复合膜; 2017.4.11-2017.5.4 对制备好的样品进行表征,分析实验数据; 2017.5.5-2017.6.4 撰写论文,准备答辩。
4. 研究创新点
首先,选取壳聚糖等天然生物质材料作为聚电解质组装基元,取材来源广泛、成本低廉、无毒安全,这正契合了节能减排、绿色生态这一时代主题;其次,生物质聚电解质分子中含有的特种组分物质,配合使用可以使膜层具有阻燃、防腐、抑菌的可能,在此基础上与无机纳米材料相复合,使膜层能够产生多种效能,促进了多功能木质材料的开发。
