纤维素骨架支撑的高吸水性材料的制备及性能研究

来源 :陕西科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xpzcz1987
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
由于化石资源的枯竭以及严重的环境污染,生物质可降解材料的利用越来越受到许多研究学者的关注。然而,目前使用的高吸水性材料大多数是以石油为原料生产的,由于合成类高吸水性材料的成本高、潜在毒性大,其降解性和生物相容性差,存在潜在的环境危害。因此,基于天然高分子材料的吸水材料的研究逐渐成为近年来的研究热点之一。纤维素是最丰富的生物质材料,其来源广泛,是许多产品的理想原料。将纤维素掺入到高吸水性材料中,既能减少石油原料的用量,达到降低成本的目的,又能使其具备可生物降解性能,减少对环境的污染。本文以漂白竹浆为纤维素来源,通过复合纤维素酶+低温碱尿素体系预处理得到改性竹浆纤维,再以改性竹浆纤维素为原料分别制备纤维素骨架支撑的高吸水性树脂、半互穿网络高吸水性树脂以及纤维素树脂/海藻酸钠复合微球,并着重探究材料的吸水和保水性能。主要研究内容及结论如下:1.改性竹浆纤维接枝丙烯酸制备高吸水性树脂的探究。以竹浆为原料,通过复合纤维素酶+低温碱尿素体系预处理得到改性竹浆纤维(Modified bamboo pulp fiber,简称 MBPF),进一步将丙烯酸(Acrylic acid,简称 AA)接枝到改性竹浆纤维上,制备了一种新型纤维素骨架支撑的高吸水性树脂(MBPF-g-PAA)。主要研究结果表明,聚丙烯酸成功接枝到竹浆纤维上,纤维素作为骨架增强了树脂内部多孔结构,树脂的吸水效果有明显改进;在优化合成条件下,MBPF-g-PAA的吸水倍率最高达980.87 g/g。此外,MBPF-g-PAA的溶胀行为与溶液的pH和盐溶液中金属阳离子种类有关。受金属阳离子“电荷屏蔽效应”的影响,不同阳离子盐溶液对树脂溶胀的影响依次为:Na+>K+>NH4+>Mg2+>Ca2+>Fe3+。2.改性竹浆纤维/PVA半互穿网络高吸水树脂的探究。在MBPF-g-PAA的基础上,通过添加聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,简称PVA),成功合成了具有半互穿网络结构的高吸水性树脂(MBPF-g-PAA/PVA)。主要研究结果表明,单体AA与纤维素主链发生了接枝反应,PVA链在整个聚合物网络中相互渗透并通过氢键作用与网络结合。在最佳反应条件下,MBPF的含量为2g、AA的含量为16g、KPS的含量为0.6wt%、NMBA的含量为0.06wt%、AA的中和度为65%以及PVA的含量为6 wt%时,MBPF-g-PAA/PVA在蒸馏水中的最大平衡吸水倍率为1329.35g/g。同时,树脂在溶液中的溶胀行为受外界溶液特性的影响,符合二级溶胀动力学模型。3.纤维素树脂/海藻酸钠复合微球的探究。以MBPF-g-PAA为原料,利用海藻酸钠(Sodium alginate,简称SA)和氯化钙表面快速交联的方法制备纤维素/海藻酸钠复合微球(MBPF-g-PAA/SA)。主要研究结果表明,由MBPF、AA和SA合成的复合微球形态较好,大部分呈球形,分散性较好,粒度分布均匀,放大3000倍后呈现出清晰均匀的微孔结构。同时,MBPF-g-PAA/SA的最佳合成条件为:注射器口径2.0 mm、CaCl2溶液的浓度0.5 wt%以及海藻酸钠和高吸水性树脂的质量比2:1,在该条件下制备的复合微球最大平衡吸水倍率为78.5 g/g。在合成反应中,高吸水性树脂的含量对复合微球的吸水性能有一定的影响,而注射器口径控制了包裹在海藻酸钠“蛋壳”结构中树脂的含量,对复合微球的吸水倍率起到促进作用。
其他文献
纯电动物流车是内贸物流的主要交通工具,开发纯电动物流车,有利于保护环境和节约能源。本文结合吉林省科技发展计划重点科技研发项目(项目编号:20180201060GX)以满载质量3.5t至4.5t的某纯电动物流车为研究对象,针对其动力传动系统,采用工况法和遗传算法,完成了动力系统的参数匹配和传动系统传动比优化,提高了纯电动物流车的续驶里程。主要内容与结果如下:(1)经过国内外相关研究资料的调研和总结,
随着现代科技的发展,具有特殊微结构表面的零件被广泛应用于航空航天、生物技术、医学、测量和军事等领域。表面微结构的高效、高精度加工研究受到国内外研究机构和专家学者的普遍重视。目前,面微结构的高效、高精度加工已成为了一个国家制竞争力的重要标志。微结构的表面加工方法包括滚压成型、光刻、激光直写、复刻技术及超精密加工技术等。滚压成型具有成型速度较快、屈服值高等优点,但是坯体的外形和尺寸完全取决于滚压头与模
驾驶室翻转缸是液压式翻转机构重要组成部分,实现驾驶室的翻转,其缸筒与U型夹及油管的焊接质量直接影响翻转缸的安全性、可靠性、寿命等。为解决现今企业人工焊接自动化程度低、焊接质量差、生产周期长、安全性低等问题,本文研制出专用于驾驶室翻转缸缸筒与U型夹及油管的自动焊接设备。分析要实现的功能,将整体设备分为四个部分:第一部分为缸筒与U型夹焊接机构、第二部分为油管与缸筒及U型夹焊接机构、第三部分为卸料机构、
随着无人机相关技术的发展,多旋翼无人机作为航空器产品领域的一枝独秀,以新颖的结构布局、独特的飞行方式和广泛的用途迅速成为国际上新的研究热点。多旋翼飞行器是利用旋翼转动产生升力进行能量转化和传递,其动力系统性能直接影响飞行品质。目前,多旋翼飞行器动力系统性能研究存在的问题为旋翼气动模型的建立受实验装置/系统的局限性,多基于理论分析或数值模拟的结论,建模的假设条件多,旋翼与空气相互作用不确定,其模型精
数控刀架作为数控机床的重要功能部件,其服役性能直接影响零件的加工精度和设备的使用可靠性,进而对整机的可用性产生影响。因此,对数控刀架在生产环境下的健康状态进行有效的评估,有助于开展故障预警和预防性维护,提高生产效率并降低故障率,对数控机床整机可靠性水平的提升至关重要。然而由于数控刀架结构复杂、工况多变、故障模式多样、故障样本数据稀少等原因,关于数控刀架的健康状态评估方法与应用尚不完善。针对数控刀架
微型扑翼飞行器是一种仿昆虫和鸟类的飞行器,它具有稳定性高、机动性能好、体积小等众多优点,有着良好的应用前景。气动性能是设计微型扑翼飞行器重要的指标之一。由于扑翼微型飞行器的空气动力学特征和普通飞行器完全不同,目前并没有完善的理论来分析其气动力特性,只能通过风洞实验的方式测量其气动力特性。扑翼飞行器的重量轻,扑动时各分量力较小,不易测量。因此,本文研制了适用于微型扑翼飞行器的应变天平,主要研究内容如
目的:通过研究靶向miR-140-3p影响信号通路的表达,为治疗骨质疏松症提供新的依据。材料与方法:骨质疏松症(OP,osteoporosis)是一种骨代谢紊乱,严重影响老年人和绝经后女性的生活质量的全身性疾病。本研究纳入健康志愿者和绝经后OP患者。通过双能X射线吸收测定法(DXA)检测骨密度(BMD)。通过培养CD14-PBMCs和C2C12细胞,分别诱导破骨细胞分化和成骨细胞分化。通过Targ
Ti6Al4V具有出色的机械、物理和化学特性,被广泛用于国防、航空航天、生物医学等领域,但是其本身固有的一些缺点,如高摩擦系数、低硬度和耐磨性等,在一定程度上限制了其工业应用范围。表面微结构加工作为一种典型的表面改性方法,可赋予材料表面一些新颖的功能,提升其应用潜力。由于具有绿色、灵活、高效等特点,激光表面微结构加工成为此领域内的研究热点,但是目前仍然面临一些困境,包括微结构形成机制尚未统一、缺乏
SLAM包含定位和建图两层意思,本文首先设计了机器人运动模型,确定地图模型为拓扑图和栅格图。然后对基于粒子滤波的EKF和Gmapping算法展开分析,分别通过仿真进行了验证。分析结果表明EKF-SLAM局限性较大且算法复杂度较高,但是对其他SLAM算法具有指导意义。Gmapping算法基于粒子滤波算法实现,仿真建图结果误差量较小,需要现场实验验证具体算法运行情况。然后分析Hector-SLAM算法
齿形链又被称为无声链,因其具有较高的传动精度、较低噪声和优良的耐磨性等特点在机械传动领域得到了广泛的应用。本文依托于国家自然基金项目:齿形链的变异机理及其关键技术研究(No.51775222)和吉林省科技发展计划重点研发项目:乘用车混合动力用发动机正时链系统关键技术研究(No.20200401136GX),对四驱汽车的分动器用链传动系统进行了设计和分析。本论文阐述了分动器用链传动系统的研究现状,阐