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文檔簡介
1、由于石油、煤炭等化石資源日益減少,同時以石油為原料的非降解性高分子材料廢棄物造成的環(huán)境污染日益嚴重,因此高分子科學與技術面臨新的挑戰(zhàn)。研究與開發(fā)以天然高分子為原料的新材料已成為高分子科學的前沿領域之一。納米尺度結構能與聚合物基質形成強烈的界面相互作用并限制聚合物鏈段的運動,將它們均勻分散于聚合物材料中是提高材料力學性能的有效途徑。來源于化石資源的無機納米粒子已成功應用于聚合物基納米復合材料,與之相比,來源于植物或動物聚多糖的納米粒子具有
2、來源廣泛、可生物降解、生物相容、可化學修飾等特點,因此基于纖維素、甲殼素、殼聚糖、淀粉等天然多糖的納米粒子的制備及應用研究越來越引入注目。魔芋葡甘聚糖(KGM)作為一種天然高分子,是我國特產資源。它們無毒無害,可生物降解。一般說來,KGM的分子量可達106數量級。KGM納米晶是從天然KGM中提取的片層納米結構,可用于增強改性制備出納米復合材料。本研究主要分為兩個方面:一是用酸降解和超聲處理,從天然魔芋葡甘聚糖中提取出具有穩(wěn)定結構的KGM
3、納米晶;通過透射電鏡(TEM)、粒度及其分布測試、X—射線衍射(XRD)、紅外光譜分析(FITR)等對KGM納米晶的結構和粒徑進行表征;在綜合考慮KGM納米晶尺寸、穩(wěn)定性、及產率的結果基礎上,提出制備KGM納米晶的最佳路線;二是將KGM納米晶與殼聚糖和海藻酸鈉進行復合制備納米復合膜材料,通過掃描電鏡((SEM)、X—射線衍射(XRD)、差示掃描量熱分析(DSC)、熱失重分析(TGA)、吸水性能測試、以及力學性能測試等手段對材料的結構、熱
4、穩(wěn)定性、吸水性能和力學性能進行表征。主要結論如下: ⑴通過H2SO4酸解能夠得到KGM納米晶,降解得到的KGM納米晶僅僅是由于氫鍵高分子鏈以及糖苷鍵的斷裂,得到的分子量較低結晶度較高的多糖和低聚糖,并未改變其結構。KGM納米晶比原始KGM的結晶度大幅度增加,降解使無定形區(qū)大量水解保留其結晶結構。 ⑵將剛性的KGM納米粒子復合到殼聚糖基質中,能增強、增韌的納米殼聚糖復合膜,力學性能的提高主要是因為納米簇均勻分散于基質中以及
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