真海鞘被囊素納米晶須接枝聚合表面改性研究.pdf

1、纖維素是自然界中產(chǎn)量最大的天然高分子材料之一，因具有性能優(yōu)良、來源廣泛、成本低廉且環(huán)境友好等優(yōu)點被廣泛應用。天然纖維素由晶區(qū)和無定形區(qū)組成，通過酸水解可以得到纖維素納米晶須。被囊素納米晶須是由海鞘等海洋動物的外被囊分離出的一種特殊的動物纖維素晶須，其具有高強度、高模量和較大的長徑比，同時具有低密度、可降解、生物相容性等特點，適于用作新型聚合物增強填料。晶須大量的羥基使其應用局限在極性基質，對其進行接枝聚合表面改性，能夠改善其與低極性基質

2、的相容性，極大地拓展其應用范圍。
　　 本文以真海鞘(Halocynthia roretzi Drasche)外被囊為原料，經(jīng)粉碎、脫脂、脫蛋白等處理后，用硫酸水解制備穩(wěn)定的被囊素納米晶須(Tunicin nanowhisker，簡稱TNW)懸液。晶須直徑約為70nm，長度約為2-5μm，長徑比約為30-70。紅外光譜顯示其特征吸收峰與纖維素材料一致。
　　 以硝酸鈰銨為引發(fā)劑，甲基丙烯酸甲酯為單體，在酸性環(huán)境下對TNW

3、進行接枝聚合表面改性。通過正交實驗方法，研究單體濃度、引發(fā)劑濃度、硝酸濃度、反應時間、反應溫度對接枝率的影響。實驗結果表明，在反應體系100mL，TNW含量0.25g，引發(fā)劑濃度0.008mol/L，引發(fā)時間15min，單體濃度0.2mol/L，硝酸濃度0.08mol/L，反應溫度35℃，反應時間4h條件下，得到接枝率為109.8％的PMMA-被囊度納米晶須接枝聚合物(TNW-g-PMMA)。接枝后產(chǎn)物親水性明顯下降，可在MMA中分散。

4、利用紅外光譜儀、掃描電子顯微鏡、熱重分析儀對接枝產(chǎn)物結構、形貌及熱性能進行表征，結果顯示在TNW表而成功接枝了PMMA，反應前后晶須骨架未發(fā)生可觀察的變化，接枝后晶須表面粗糙程度增大，熱穩(wěn)定性顯著提高。
　　 PMMA因其自身具有多種優(yōu)點而成為目前臨床應用最廣泛的義齒基托聚合物，但在使用中仍存在強度低，易折裂的不足。本文將TNW-g-PMMA添加至牙托水中，在不改變義齒基托聚合工藝情況下制備TNW-g-PMMA/PMMA復合材料

5、，利用萬能電子實驗機測試材料的彎曲強度和彎曲模量，考察不同添加量對復合材料性能的影響。結果顯示在接枝物占牙托水質量2％時，復合材料的彎曲強度和彎曲模量分別增加15％和11％。掃描電鏡觀察試條斷口形貌，結果顯示隨接枝物添加量增加，斷口由平滑逐漸變得粗糙，起伏增大，說明材料斷裂過程中消耗了更多的能量，與力學性能測試結果相吻合。綜上所述，TNW-g-PMMA的加入能有效提高義齒基托樹脂的力學性能。
　　 義齒基托聚合物在制作過程中會有