魔芋葡甘聚糖納米晶的化學(xué)改性及其增強聚氨酯的研究.pdf

1、目前用作增強填料的納米粒子多為無機(jī)納米粒子，無機(jī)納米粒子的使用不僅會造成嚴(yán)重的堆積問題，而且對人體和環(huán)境都有很大的影響。基于天然多糖的有機(jī)納米粒子具有與無機(jī)納米粒子一樣的增強作用，且可以避免無機(jī)納米粒子存在的問題。魔芋是我國的特產(chǎn)資源，產(chǎn)量豐富。作為一種天然高分子，魔芋葡甘聚糖(KGM)的納米粒子有潛力成為替代無機(jī)納米粒子的環(huán)境友好增強填料。
　　 本論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　 1.通過酸解魔芋葡甘聚糖得到KGM納米

2、晶，采用苯甲酰氯對KGM納米晶進(jìn)行表面化學(xué)改性，以期降低納米晶的表面能，使其能夠很好地分散在有機(jī)溶劑中。對產(chǎn)物進(jìn)行紅外光譜測試證明了對KGM納米晶改性的成功，對產(chǎn)物的XRD衍射測試表明經(jīng)過化學(xué)改性后的KGM納米晶與原納米晶具有相同的晶型，靜態(tài)水接觸角及潤濕性實驗證實了經(jīng)過苯甲酰氯的化學(xué)改性，成功地降低了KGM納米晶的表面極性，透射電子顯微鏡表征了改性后的KGM納米晶呈現(xiàn)出與未改性納米晶相同的片狀結(jié)構(gòu)。
　　 2.通過在玻璃板上流

3、延的方法制備了一系列不同含量的聚氨酯/KGM納米晶復(fù)合膜。力學(xué)測試結(jié)果表明在含量較少時，KGM納米晶對聚氨酯基體顯示出了一定的增強效果，并且沒有出現(xiàn)明顯的納米晶聚集體。當(dāng)KGM納米晶含量為0.5wt％的時候，聚氨酯膜的拉伸強度由純聚氨酯的1.19MPa增加到1.37MPa，隨著納米晶含量的再增加，聚氨酯膜的拉伸強度則呈現(xiàn)下降趨勢。掃描電子顯微鏡、紅外光譜測試、XRD衍射測試表明當(dāng)KGM納米晶含量為0.5wt％的時候，納米晶在復(fù)合膜內(nèi)分散

4、地較好，與聚氨酯基體表現(xiàn)出較強的相互作用。
　　 3.通過在玻璃板上流延的方法制備了一系列不同含量的聚氨酯/改性KGM納米晶復(fù)合膜。掃描電子顯微鏡、紅外光譜測試、XRD衍射測試表明改性的KGM納米晶與聚氨酯基體有很好的相容性，從而使得填料與基體之間具有較大的相互作用，達(dá)到增強增韌的目的。力學(xué)測試表明，隨著改性KGM納米晶含量的增加，聚氨酯復(fù)合膜的拉伸強度和斷裂伸長率均呈現(xiàn)上升趨勢，當(dāng)改性KGM納米晶含量為2.0wt％的時候，復(fù)合

5、膜具有最大的拉伸強度和最大的斷裂伸長率，并且斷裂伸長率從純聚氨酯的144.44％增加到382.44％，增加了164.74％。這一變化充分體現(xiàn)出了對KGM納米晶進(jìn)行化學(xué)改性的必要性，并成功得到了新型的有機(jī)納米復(fù)合材料。
　　 本工作中有關(guān)天然多糖納米晶的改性方法及其增強聚氨酯基體所得到的有機(jī)納米復(fù)合材料的制備及表征的研究成果，為天然多糖有機(jī)納米粒子的進(jìn)一步開發(fā)和利用提供了重要的科學(xué)依據(jù)。因此本文具有重要的理論意義和應(yīng)用前景，并且符