纤维素SiO,2纳米复合材料的研究

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1、青岛大学硕士学位论文摘要本论文采用纳米二氧化硅和硅酸钠为无机相，通过不同方法制备了纤维素／Si02纳米复合材料，对复合材料的结构和性能进行了系统研究。本文采用具有活性基团的硅烷偶联剂A120对二氧化硅粒子的表面进行了改性，使二氧化硅颗粒表面由亲水性变为亲油性，减少了Si02纳米粒子的团聚，改善了其在纤维素中的分散性，提高了与纤维素的相容性。通过对复合材料进行性能测试和透射电镜观察，结果发现改性后纳米二氧化硅粒子与纤维素的界面结合情况有所改善，二氧化硅能够较均匀地分散在基体当中。同时还发现，改性二氧化硅粒子的添加提高了复合材料的力学性能和热稳定性。采用球磨法分别将用偶联剂改性过的Si02纳米粒子

2、和硅酸钠在粘胶溶液中球磨5hr以上，得到分散性及稳定性良好的纳米Si02分散体系，将此复合体系通过凝固浴再生制得Si02粒子以纳米级尺寸存在的再生纤维素／Si02纳米复合材料。通过红外光谱(FT．IR)、透射电镜(TEM)及差热．热失重分析(DTA．TG)研究了无机相与纤维素之间的作用及再生纤维素／Si02纳米复合膜的性能，结果表明Si02在纤维素中以纳米级均匀分散，且Si02的引入提高了纤维素的结晶度、力学性能及热稳定性。用N．甲基吗啉氧化物(NMMO)做溶剂对纤维素浆粕进行浸泡、溶解、脱泡，制备了纤维素膜，并对NMMO溶剂的含水量、涂膜液的浓度、涂膜液温度、凝固浴的浓度及温度等成膜工艺参数

3、进行。了探讨，确定了最佳工艺参数。在此基础上分别将改性过的纳米二氧化硅及硅酸钠通过合适的方式添加到该体系中。通过红外光谱(FT．IR)及透射电镜(TEM)研究了无机相与纤维素之间的作用，结果表明，结果表明Si02在纤维素中均匀分散，Si02的引入提高了纤维素的力学性能。用NaOH／尿素体系将纤维素溶解，初步确定了最佳溶解条件，在此基础上分别添加表面改性的纳米二氧化硅及硅酸钠，利用红外光谱(FT．IR)对其结构进行了表征。关键词：纳米复合材料；纤维素；Si02PreparationandCharacterizationofcelIuIose，silicananocompositeAbstract

4、Inthispapernanosilicaandsilicatewerefirstlymodified，thenweremixedwithcelluloserespectivelyinrightproportionandmadeintocellulose／silicananocompositesbydifferentmethod．Thestructureandthepropertiesofcellulose／silicananocompositeswereinvestigated．Silanecouplingagent(A120)埘t11activegroupswasusedforthetre

5、atmentofsilicaparticlesinthisarticle．Thesurfaceofsilica、析mA120changedfromhydrophilicationtohydrophobication．BymeasuringthepropertyofthepolymersandobservingthemorphologyofnanocompositesbyTEM，wefoundthat：aftertreatedthesilicaparticlesCanbeterinterfacewithsubstractcomparedwiththeuntreatedsilicaparticle

6、s．SilicaCanuniformlydisperintoregeneraredcellulose．Atthesametime，wealsofoundthatthemechanicalpropertiesandthermalpropertiesofnanocompositesweregreatlyincreased，compared、Ⅳimpurepolymer．Thebestdispersivityofnano-Si02isobtainedbyballmillingwithSilanecouplingagentinviscosesolution．Wegetcellulose／Si02nan

7、ocompositeinwhichtheSi02particalisinnanometersizebythrowningtheblendingviscosesolutionintocelluloseregeneratedcoagulatingbath．Andtheinteractionbetweenthecelluloseandsilicaandthepropertiesofregenerated