海鞘纖維素溶致膽甾型液晶及海鞘纖維素復(fù)合材料的制備.pdf

1、近年來(lái)，人們更加傾向于使用非石油制品的高分子材料。纖維素可以從動(dòng)植物中提取獲得，是一種用之不竭的可持續(xù)發(fā)展材料。海鞘是目前已知的唯一一類(lèi)可以合成纖維素的海洋動(dòng)物，海鞘纖維素(tunicatecellulose，TC)為高結(jié)晶度Iβ型纖維素，為食品和包裝膜材料以及生物降解材料等領(lǐng)域提供了一種新的選擇。
　　本論文中，從海鞘被囊中提取纖維素，并采用硫酸水解的方法分別制備TC和棉花纖維素(cottoncellulose，CC)的納米纖維

2、素(cellulosenanocrystals，CNs)及其溶致膽甾型液晶(chiralnematicliquidcrystals，N*-LCs)，然后采用800W大功率超聲波對(duì)其N(xiāo)*-LCs進(jìn)行處理，研究超聲波對(duì)螺距的影響。利用傅立葉變換紅外光譜儀(Fouriertransforminfraredspectrometer,FT-IR)、X射線(xiàn)衍射儀(X-raydiffractometer，XRD)、偏光顯微鏡(polarizingop

3、ticalmicroscope，POM)、掃描電子顯微鏡(scanningelectronmicroscope，SEM)、透射電子顯微鏡(transmissionelectronmicroscope，TEM)、紫外-可見(jiàn)-近紅外光譜儀(ultraviolet-visible-nearinfraredreflectancespectrometer,UV-Vis-NIR)和電導(dǎo)率儀對(duì)得到的樣品進(jìn)行了表征。研究結(jié)果表明，提取得到TC主要為Iβ

4、晶型;海鞘納米纖維素(tunicatecellulosenanocrystals，T-CNs)的寬度為20-30nm，長(zhǎng)度為0.5-4μm;不同濃度下T-CNs出現(xiàn)不同的織構(gòu)，濃度為4wt％時(shí)，可以觀察到指紋織構(gòu)，其螺距為15μm;將T-CNs懸浮液自然干燥后可得到透明的具有選擇性反射近紅外光的薄膜，它對(duì)近紅外光的選擇性發(fā)射率達(dá)到45％;大功率超聲波處理后可以得到高分散性的T-CNs懸浮液，而且會(huì)使T-CNs的尺寸減小，N*-LCs的指

5、紋織構(gòu)由多疇(poly-domain)變?yōu)閱萎?mono-domain)，螺距變大;將兩種CNs懸浮液按一定比例混合，發(fā)現(xiàn)混合液的螺距隨混合比例不同而改變。
　　本論文中，采用大功率超聲波對(duì)棉花納米纖維素(cottoncellulosenanocrystals，C-CNs)懸浮液進(jìn)行處理，后對(duì)其性能結(jié)果進(jìn)行了表征。研究結(jié)果顯示，隨著超聲波能量的增大，C-CNs懸浮液的N*-LCs螺距也隨之變大;將C-CNs懸浮液自然干燥后可得到彩

6、色的薄膜，隨著超聲波能量的增大，這些膜的顏色從藍(lán)紫色變?yōu)榧t色;大功率超聲波處理并未改變C-CNs的尺寸和晶型，但是會(huì)使C-CNs懸浮液的電導(dǎo)率增大。
　　聚苯胺(polyaniline，PANI)和聚吡咯(polypyrrole，PPy)都具有非常優(yōu)異的導(dǎo)電性，但是不易加工。本論文中首次以T-CNs為基體，以過(guò)硫酸銨為氧化劑，采用原位聚合的方法分別成功地制備了PANI/T-CNs和PPy/T-CNs復(fù)合材料，并通過(guò)POM、FT-I