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《江南大学》 2008年
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纳米SiO_2对淀粉浆料改性的研究

吴敏  
【摘要】: 针对淀粉浆料性能的不足,利用纳米SiO_2的特殊结构和性能对淀粉浆料改性,并探讨纳米SiO_2影响淀粉浆料浆膜和浆纱性能的作用机理。 通过实验优选了纳米SiO_2的分散方法以及选用分散剂的种类和浓度,确定了添加质量分数为3%的六偏磷酸钠作为分散剂,用超声波对纳米SiO_2进行有效分散的方法,并用分散效率、分散液中纳米SiO_2的粒径、分散液的表面性状等表征分散效果,同时讨论了分散液的稳定性。 将分散后的纳米SiO_2按一定质量分数与淀粉调制纳米SiO_2改性淀粉浆,并制成浆膜,利用耐磨试验机及ZWICK万能材料试验机分别测试浆膜的机械性能,结合AFM、SEM、视频变焦显微镜等分析纳米SiO_2质量分数以及超声波分散时间对浆膜机械性能的影响。结果表明,添加质量分数为3~4%的纳米SiO_2,超声波分散50分钟制成的纳米SiO_2改性淀粉浆可以获得较好的浆膜机械性能。 用自制的纳米SiO_2改性淀粉浆在浆纱机上对纯棉纱和涤棉纱进行上浆试验,系统测试比较浆纱的各项性能指标,结合SEM、视频变焦显微镜等分析纳米SiO_2对浆纱性能的影响。结果表明,纳米SiO_2质量分数为3~4%时,浆纱的各项性能表现较好,纳米SiO_2对纯棉纱上浆的作用优于涤棉混纺纱。 对纳米SiO_2改性淀粉浆进行物理化学结构分析,通过对纳米SiO_2与淀粉分子间及纤维分子间作用的分析、浆膜的热学性能和热稳定性的分析,探讨纳米SiO_2对淀粉浆料的改性机理。 研究表明,纳米SiO_2对淀粉浆料改性主要是因为纳米SiO_2具有超强的表面活性和独特的三维立体网状结构以及小尺寸效应和宏观量子隧道效应,使其表面的活性羟基极易同淀粉和纱线纤维中的羟基结合,提高了淀粉分子间、纤维分子间、淀粉与纤维分子间的作用力,大大增加了淀粉胶层的内聚强度,增强了淀粉本身的内聚力和浆液对纤维的粘附力,有效改善了淀粉浆液的成膜性和对纤维的粘附性。适量的纳米SiO_2以纳米级粒径均匀分散在淀粉浆液中,可使淀粉浆料的浆膜和浆纱性能得以改善。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TB383.1

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