聚丙烯酸甲酯接枝納米纖維素的改性研究.pdf

1、纖維素是一種來源廣泛、可再生的天然高分子，可經(jīng)過化學(xué)法、機(jī)械法、酶解法等制成納米纖維素(NCC)。納米纖維素作為一種新型的生物質(zhì)基高分子材料，具有高強(qiáng)度、高結(jié)晶度、可降解、生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于聚合物復(fù)合材料的增強(qiáng)、生物醫(yī)藥、建筑、造紙等領(lǐng)域。納米纖維素分子結(jié)構(gòu)上大量的羥基使得其與疏水性溶劑及聚合物基質(zhì)相容性差，在一定程度上限制了它的應(yīng)用范圍。本文對(duì)納米纖維素進(jìn)行接枝改性，在其表面接枝聚合物，不僅可以減少其表面羥基含量，還可以在不

2、破壞納米纖維素原有性能的基礎(chǔ)上引入新的功能基團(tuán)，改善其物理化學(xué)性質(zhì)，使其與疏水性體系有更好的相容性，進(jìn)而可以擴(kuò)大納米纖維素的應(yīng)用范圍。
　　本文首先以醫(yī)用脫脂棉為原料，采用酸催化水解法，在55℃條件下用濃度為40％的硫酸/鹽酸的混合酸水解醫(yī)用脫脂棉，制備納米纖維素懸浮液，采用紅外光譜(FTIR)、透射電鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)、熱重分析(TG)等測(cè)試方法對(duì)它的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了表征分析。結(jié)果表明制得的納米纖維素呈棒狀結(jié)構(gòu)，直

3、徑約10~50 nm，長(zhǎng)度約為100~500 nm，長(zhǎng)徑比約為10~100。結(jié)晶度可達(dá)84.63％，熱分解溫度為334.59℃，具有一定的熱穩(wěn)定性。
　　利用羰基二咪唑(CDI)的高反應(yīng)活性，與丙烯酸(AA)反應(yīng)生成活性中間體，然后與納米纖維素反應(yīng)形成活化的納米纖維素，通過FTIR、TEM、TG、13C-NMR等測(cè)試方法對(duì)活化后的納米纖維素的結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行了分析，結(jié)果表明經(jīng)活化反應(yīng)后納米纖維素表面已成功接上了碳碳雙鍵，形態(tài)結(jié)構(gòu)沒有

4、變化，仍為棒狀，結(jié)晶度為81.5％，納米纖維素活化度為24.58％。
　　利用單電子轉(zhuǎn)移活性自由基聚合(SET-LRP)法在常溫下合成了低分子量窄分布的聚丙烯酸甲酯，通過紅外光譜、凝膠滲透色譜等測(cè)試方法對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。結(jié)果表明其分子量為2000左右，分子量分布指數(shù)為1.14。
　　以EBIB為引發(fā)劑，銅絲為催化劑，PMDETA為配體，在活化的納米纖維素表面接枝聚丙烯酸甲酯，制備出聚丙烯酸甲酯接枝納米纖維素(NCC-g-PM