论文部分内容阅读
黄麻纤维具有较好的生物降解性,光泽度和优良的吸湿透气性,价格低廉,是人类使用已久的天然纤维之一。目前它的应用已经从家用纺织品工业扩展到纸张,木板,纤维增强复合材料和纤维素纳米材料。其中,黄麻纤维增强复合材料由于具有强度高、力学性能好和对环境友好等优点,而日益受到人们重视。但是由于植物纤维与疏水性树脂间的界面黏结性差,导致复合材料性能较差。因此,为了改善黄麻纤维的疏水性,赋予黄麻织物与疏水树脂之间良好的界面相容性,从而形成性能优异的纤维增强复合材料,需要对黄麻织物进行改性处理。生物酶法接枝是一种绿色化学方法,本文通过辣根过氧化物酶（HRP）催化氧化黄麻面料接枝疏水性乙烯基单体—丙烯酸丁酯（BA）和甲基丙烯酸六氟丁酯（HFBMA）,对黄麻织物进行疏水化功能改性。生物酶催化改性后的黄麻织物,通过衰减全反射傅里叶红外光谱（ATR-FTIR）,固态核磁共振（19F Solid-State NMR）,元素分析,X射线光电子能谱（XPS）,基质辅助激光解析飞行质谱（MALDI-TOF MS）,扫描电子显微镜（SEM）和X射线能谱分析法（EDS）等方法来检测黄麻织物接枝后的结构,表面形态,表面元素分布和含量变化。改性前后黄麻织物的疏水和疏油性能变化可以通过接触角和润湿时间测试进行比较。此外,乙烯基单体接枝分别与未改性的黄麻织物比较时,BA-接枝样和HFBMA接枝样的接触角分别为128.58°和132.57°。各项表征和性能测试结果表明,疏水性乙烯基单体在HRP/H2O2/ACAC（乙酰丙酮）体系下,能够通过自由基聚合的手段接枝到黄麻的表面的木质素上。由于乙烯基单体在黄麻织物上的接枝率较低,为了进一步增加黄麻的疏水性,扩大黄麻织物的接枝单体种类,本文选择了含有极高的氟含量的氟酚类单体4-[4-（三氟甲基）苯氧基]苯酚（TFMPP）和氟胺类单体1H,1H-十七氟壬胺（PFNL）作为接枝的单体。选择活性更高,应用率更广的漆酶作为催化剂,催化氧化氟酚和氟胺类单体接枝到黄麻表面木质素上。改性后的黄麻织物通过红外光谱（FTIR-ATR）,X射线光电子能谱（XPS）和扫描电子显微镜（SEM）表征。通过氟酚和氟胺分别与木质素模拟化合物（MP）耦合,检测其核磁共振氢谱（1H NMR）来验证氟酚和氟胺在黄麻木质素上的接枝聚合情况。漆酶催化接枝TFMPP和PFNL两种含氟单体,其接触角分别为130.53°和134.35°,另外,经过PFNL改性后的黄麻织物不仅具有极高的疏水性,还具有较好的疏油性能,对油的接触角和油润湿时间分别为117.16°和超过30 min。疏水改性后的黄麻具有较高的疏水性,理论上可以与疏水性热塑性树脂具有较好的界面粘结性,因此可用于制备纤维增强复合材料,扩大黄麻纤维的应用范围。