纖維素納米晶的酯化反應修飾及改性聚酯發(fā)泡材料的研究.pdf

1、對可生物降解的聚酯材料的研究是減少環(huán)境污染和降低石化資源使用量的一個重要的方向，而聚合物發(fā)泡材料是材料領域重要的一部分。其中，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）由于其良好的熱穩(wěn)定性和優(yōu)良的加工性以及較好的強度使得 PBS成為了材料領域研究的熱點。但是，因為 PBS是線型結(jié)構和低的分子量，導致其熔體強度較低，限制了其在發(fā)泡材料領域的應用。此外，纖維素納米晶（CNC）由于其低的密度、高比表面積、可再生、可生物降解性和高剛性等優(yōu)點在納米復合材料領域常

2、被作為納米增強填料使用。然而，CNC表面含有大量的羥基以及強的氫鍵作用導致其親水性較強和易發(fā)生團聚，而且 CNC與疏水性聚酯之間差的相容性限制了其作為增強填料的應用，因此可對 CNC進行修飾改變其表面性質(zhì)以拓展它的應用領域?；诖?，本論文主要的思路是利用乙?；揎椀睦w維素納米晶（ACNC）作為納米增強填料改性PBS基質(zhì)，從而制備PBS發(fā)泡材料。
　　利用硫酸水解法從棉短絨中提取CNC，并將其與乙酸酐反應得到ACNC。通過FTIR分

3、析可知，位于1746 cm-1和1240 cm-1處明顯出現(xiàn)的特征吸收峰可證明CNC乙?；揎椀某晒?。而且，根據(jù)元素分析的結(jié)果計算出的CNC表面乙?；娜〈菵Ssurface acetyl=71.1％，也能證明CNC乙?；揎棾晒?。此外，由TEM和XRD的結(jié)果可知，ACNC保留了納米晶原始的棒狀結(jié)構和結(jié)晶結(jié)構。
　　對于PBS發(fā)泡材料，發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺（AC）添加量為5 wt%時，PBS發(fā)泡材料的泡孔密度達到最大，為1.25?

4、105 cell/cm3；泡孔尺寸降到最小，為203.7?m。此外，研究了ACNC對PBS發(fā)泡材料最終性能的影響，發(fā)現(xiàn)ACNC的添加進一步改善了 PBS發(fā)泡材料的泡孔形態(tài)。例如，相比于PBS/AC(5)/ACNC-0，PBS/AC(5)/ACNC-2的泡孔密度由1.25×105 cell/cm3增加到1.53×105 cell/cm3，平均泡孔直徑由203.7?m降低到190.5?m。最后，研究了5 wt%的AC含量下，ACNC的添加量

5、對PBS發(fā)泡材料的泡孔形態(tài)與性能的影響。當ACNC含量達到5 wt%，PBS/ACNC復合發(fā)泡材料的泡孔密度由純的1.25?105 cell/cm3增加到1.95?105 cell/cm3，泡孔尺寸由純的203.7?m降低到178.8?m，并且其彎曲強度和彎曲模量相比較于PBS/AC(5)/ACNC-0的分別提高了50.0%和34.1%。而且，當ACNC含量為5 wt%時，復合發(fā)泡材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和發(fā)泡材料中PBS組分的結(jié)晶度系數(shù)達