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《浙江农林大学》 2016年
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竹材纤维素气凝胶的形成机理及性能研究

韩申杰  
【摘要】:纤维素是具有生物可降解性和再生性的生物质资源之一。竹材的纤维素含量在40~60%,其具有生长快、生产周期短等特点,因此具有广泛用途,又有利于环境保护和实施可持续经营的特点而深具发展潜力。本文以竹材为原料,通过化学处理结合高频超声处理的方法制备出了大长径比的竹材纳米纤维素(BCNF)。采用置换方法浓缩BCNF悬浮液,与聚乙烯醇(PVA)进行复合,冷冻干燥后制得BCNF/PVA复合气凝胶。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外变换光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、综合热分析、压缩试验、接触角、BET比表面积等表征手段对不同处理阶段竹材纤维素的变化和BCNF/PVA复合气凝胶进行表征。本论文主要研究工作如下:1、系统研究制备过程各个阶段纤维素的形态结构、直径分布、结晶度、官能团以及热稳定性能变化的情况。研究表明,各阶段处理以后,竹粉中的木质素、胶质及大部分半纤维素被除去,由原来的黄色变成白色的纯化纤维素,再使用超声细胞破碎仪,借助空化作用产生的机械力达到开纤的目的,制备出平均直径为15.02nm,且高长径比的BCNF。2、利用BCNF悬浮液,经过水-乙醇-叔丁醇置换浓缩后,加入一定质量的PVA后溶解并冷冻,最终冷冻干燥后成功制备出BCNF/PVA复合气凝胶。使用三甲基氯硅烷(TMCS)对其改性,赋予其疏水亲油性能,疏水角为136°。3、将浓缩后的BCNF悬浮液进行冷冻干燥,制得BCNF泡沫。添加不同质量的BCNF泡沫到PVA溶液中,冷冻干燥得到不同密度的BCNF/PVA复合气凝胶,并对其进行一系列表征,得到最优的BCNF添加量,最优添加量为15%。
【学位授予单位】:浙江农林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TQ427.26;O636.11

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