论文部分内容阅读
再生纤维素薄膜柔韧性好,透明度高,在包装材料、医用领域、过滤和分离领域等有广泛的应用,但是再生纤维素薄膜生产条件比较严格,稍有处理不好就会被污染。纤维素氨基甲酸酯(CC)是一种新型绿色纤维素衍生物,由于CC纤维素再生膜抗污染性较差,限制了部分应用。纳米二氧化钛(Ti O2)是一种半导体活性材料,它可以将光能转化为化学能并能催化分解物体表面的有机污染物,团聚与颗粒大小对其催化活性影响较大,为了使其充分得到利用,对其改性可以减小其在溶液中团聚的数量。将纳米Ti O2混入CC溶液中,可制得Ti O2/CC再生纤维素薄膜。利用二氧化钛的抗污染作用,使得纤维素膜的耐用性提高,而且减少Ti O2的回收以及对环境的二次污染问题,也可以提高Ti O2的催化活性和利用率。本课题以木浆纤维素和尿素为原料,以DMAC为介质通过酯化反应制备CC,在低温下用Na OH溶液溶解CC,通过往CC溶液中掺杂改性和未改性纳米Ti O2,对混合溶液进行偏光以及流变实验分析,可以得出改性Ti O2相比未改性Ti O2更易在CC溶液中均匀分布并且团聚更少,当改性Ti O2含量为2%时,其在溶液中的分散情况最好。改性Ti O2/CC溶液的非牛顿指数为0.951,比未改性Ti O2/CC溶液的非牛顿指数大,溶液较未改性Ti O2/CC溶液流动性能更稳定。当改性Ti O2含量为2%,溶液具有良好的流动性,在这种条件下,膜可以更好地成型。将溶液采用流延法制得具有光催化性能的Ti O2/CC再生薄膜。并采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜测试(SEM)、透光性能测试、热分析仪(TG)、接触角测试、拉伸测试及光催化实验等方法对薄膜结构及性能进行表征。对比改性和未改性纳米Ti O2/CC复合薄膜的性能,发现它们都具有良好的亲水性能,改性纳米Ti O2在薄膜中分散更均匀,并且改性纳米Ti O2/CC薄膜具有更好的热稳定性、力学性能、光催化活性。为此,本课题重点研究了Ti O2不同含量的改性纳米Ti O2/CC薄膜,随着改性纳米Ti O2含量的增加,膜透光性越差,抗紫外光能力明显增强、热稳定性降低、亲水性能提高、拉伸强度和断裂伸长率减小。光催化实验表明,当改性纳米Ti O2含量为2%时,对甲基橙溶液的降解率最高,达到100%。