壳聚糖/植酸钠/纳米氢氧化铝在木材表面的层层自组装及阻燃性能研究开题报告

 2021-08-08 20:01:21

1. 研究目的与意义

以生物质材料壳聚糖和植酸钠作为聚电解质组装基元,采用层层组装的技术手段,与无机纳米材料氢氧化铝相复合,使改良后的木材能够产生阻燃效果,并充分挖掘复合膜层可产生的多种效能;系统地探索组装可控工艺,全面探究并揭示聚电解质/无机纳米多层复合膜在木材表面的组装机制,为发展这种低成本、高效率、绿色环保的木材功能改良方法提供理论指导及技术依据。

2. 国内外研究现状分析

利用层层自组装技术制备聚电解质/无机纳米多层复合膜用于木材功能改良领域尚处于研究阶段,在木质材料方面的应用研究并不是特别多,已报道的交联的纳米材料还只局限在TiO2和SiO2,可实现的材料及功能范围尚未展开;可组装的天然高分子材料其性能及可产生的功能效应需进行深入研究;膜体组装控制关键条件需要进一步摸索,以便结合工艺条件得到符合预期的复合膜层;生物大分子与木材的自组装机制以及生物大分子与无机纳米材料相互作用的机制有待于积极思索和展开研究。

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,纳米氢氧化铝粒子浓度,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/纳米氢氧化铝多层复合膜;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

提出利用层层自组装的技术手段在木材表面制备生物质聚电解质/无机纳米复合膜的思路,该过程能够在常温下进行,操作简单,无需更多实验设备;利用天然生物质材料的可再生性、安全无毒、对环境无公害的特点,开发绿色环保的木材功能改良方法;实现用常规方法难以在木材表面合成的无机纳米薄膜,并提出木材与聚电解质/多元纳米材料相复合的学术思想,重复挖掘多种功能的协同作用;研究木材组分与多层膜的复合模式,以及聚电解质与无机纳米材料相互作用的机理,研究结果为木材与无机纳米材料复合提供充实的理论依据和技术指导。

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