纖維素納米晶的酯化反應(yīng)修飾及改性聚酯發(fā)泡材料的研究.pdf

1、對(duì)可生物降解的聚酯材料的研究是減少環(huán)境污染和降低石化資源使用量的一個(gè)重要的方向，而聚合物發(fā)泡材料是材料領(lǐng)域重要的一部分。其中，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）由于其良好的熱穩(wěn)定性和優(yōu)良的加工性以及較好的強(qiáng)度使得 PBS成為了材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。但是，因?yàn)?PBS是線型結(jié)構(gòu)和低的分子量，導(dǎo)致其熔體強(qiáng)度較低，限制了其在發(fā)泡材料領(lǐng)域的應(yīng)用。此外，纖維素納米晶（CNC）由于其低的密度、高比表面積、可再生、可生物降解性和高剛性等優(yōu)點(diǎn)在納米復(fù)合材料領(lǐng)域常

2、被作為納米增強(qiáng)填料使用。然而，CNC表面含有大量的羥基以及強(qiáng)的氫鍵作用導(dǎo)致其親水性較強(qiáng)和易發(fā)生團(tuán)聚，而且 CNC與疏水性聚酯之間差的相容性限制了其作為增強(qiáng)填料的應(yīng)用，因此可對(duì) CNC進(jìn)行修飾改變其表面性質(zhì)以拓展它的應(yīng)用領(lǐng)域?；诖?，本論文主要的思路是利用乙酰化修飾的纖維素納米晶（ACNC）作為納米增強(qiáng)填料改性PBS基質(zhì)，從而制備PBS發(fā)泡材料。
　　利用硫酸水解法從棉短絨中提取CNC，并將其與乙酸酐反應(yīng)得到ACNC。通過(guò)FTIR分

3、析可知，位于1746 cm-1和1240 cm-1處明顯出現(xiàn)的特征吸收峰可證明CNC乙?；揎椀某晒?。而且，根據(jù)元素分析的結(jié)果計(jì)算出的CNC表面乙?；娜〈菵Ssurface acetyl=71.1％，也能證明CNC乙酰化修飾成功。此外，由TEM和XRD的結(jié)果可知，ACNC保留了納米晶原始的棒狀結(jié)構(gòu)和結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
　　對(duì)于PBS發(fā)泡材料，發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺（AC）添加量為5 wt%時(shí)，PBS發(fā)泡材料的泡孔密度達(dá)到最大，為1.25?

4、105 cell/cm3；泡孔尺寸降到最小，為203.7?m。此外，研究了ACNC對(duì)PBS發(fā)泡材料最終性能的影響，發(fā)現(xiàn)ACNC的添加進(jìn)一步改善了 PBS發(fā)泡材料的泡孔形態(tài)。例如，相比于PBS/AC(5)/ACNC-0，PBS/AC(5)/ACNC-2的泡孔密度由1.25×105 cell/cm3增加到1.53×105 cell/cm3，平均泡孔直徑由203.7?m降低到190.5?m。最后，研究了5 wt%的AC含量下，ACNC的添加量

5、對(duì)PBS發(fā)泡材料的泡孔形態(tài)與性能的影響。當(dāng)ACNC含量達(dá)到5 wt%，PBS/ACNC復(fù)合發(fā)泡材料的泡孔密度由純的1.25?105 cell/cm3增加到1.95?105 cell/cm3，泡孔尺寸由純的203.7?m降低到178.8?m，并且其彎曲強(qiáng)度和彎曲模量相比較于PBS/AC(5)/ACNC-0的分別提高了50.0%和34.1%。而且，當(dāng)ACNC含量為5 wt%時(shí)，復(fù)合發(fā)泡材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和發(fā)泡材料中PBS組分的結(jié)晶度系數(shù)達(dá)