劍麻纖維素微晶-八氨基POSS有機無機雜化材料的制備及性能研究.pdf

1、纖維素微晶(CM)作為一種可再生、可降解的天然高分子微晶材料被用作增強材料來改善聚合物基體的性能，具有高模量、低密度、與聚合物基體相容性較好等優(yōu)點，而劍麻纖維素微晶(SFCM)作為植物纖維其最大的缺點是耐熱性差，限制了其應(yīng)用范圍。本論文首先從劍麻纖維中提取制備了SFCM，并在此基礎(chǔ)上制備了劍麻纖維素納米晶須(SFCN)，然后合成了具有良好耐熱性的八氨基POSS，并將八氨基POSS接枝到SFCM基體中制備了SFCM/八氨基POSS有機無機

2、雜化材料，研究了八氨基POSS的引入對雜化材料形貌和性能的影響。
　　 1.本研究以劍麻纖維為原料，通過對其進行預(yù)處理、堿處理、酸解等處理過程制備了SFCM和SFCN，并采用TGA、FTIR、XRD、DSC、POM、SEM、AFM、粒度分布等測試手段對產(chǎn)物進行了表征。由FTIR可知所得SFCM和SFCN的主要成分為纖維素；而XRD、POM、SEM測試結(jié)果表明了SFCM以纖維素Ⅰ的形式存在，且長度分布在50-150μm之間，直徑為

3、10μm左右；由DSC和TGA等熱分析結(jié)果可知，SFCM在323.7℃處有一尖銳的吸熱峰，其初始熱分解溫度達到337℃，這明顯比劍麻纖維的初始熱分解溫度275℃要高很多，并且其在700℃時的殘留率僅為0.05％。SFCN的表征結(jié)果表明SFCN仍以纖維素Ⅰ的形式存在，結(jié)晶度有所增大，熱性能較SFCM有較大程度的降低。
　　 2.分別以四氫呋喃和無水甲醇為溶劑，γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)為原料，合成了兩種不同形態(tài)結(jié)構(gòu)的八氨

4、基POSS，即POSS-NH2(THF)和POSS-NH2(MeOH)，并采用FTIR、XRD、TG、AFM、粒度分布等測試手段對產(chǎn)物進行了表征。實驗結(jié)果表明，POSS-NH2(MeOH)相對于POSS-NH2(THF)結(jié)構(gòu)更完整、尺寸更小且分布更均勻。TG分析結(jié)構(gòu)表明POSS-NH2(THF)和POSS-NH2(MeOH)的終止分解溫度分別為522℃和512℃，700℃的固體殘留率達到56.57%和55.48%，POSS-NH2(TH

5、F)和POSS-NH2(MeOH)都具有良好的熱性能。
　　 3.以環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑，使用不同形貌結(jié)構(gòu)的POSS-NH2(THF)和POSS-NH2(MeOH)接枝劍麻纖維素微晶制備了八氨基POSS/劍麻纖維素微晶有機無機雜化材料，并采用FTIR、FESEM、XRD、TG、DSC等手段研究了不同形貌結(jié)構(gòu)的八氨基POSS的引入對八氨基POSS/SFCM有機無機雜化材料的結(jié)構(gòu)形貌和耐熱性的影響。結(jié)果表明，八氨基POSS的引入破壞了