魔芋葡甘聚糖-凹凸棒土納米復合材料的制備及性能研究.pdf

1、浙江理工大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：我恪守學術(shù)道德，崇尚嚴謹學風。所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已明確注明和引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品及成果的內(nèi)容。論文為本人親自撰寫，我對所寫的內(nèi)容負責，并完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。學位論文作者簽名：3憊怒日期：7oj舟哆月b1El魔芋葡甘聚糖／凹凸棒土納米復合材料的制備及性能研究摘要具有生物可降解

2、性的天然高分子多糖——魔芋葡甘聚糖(KGM)因其具有優(yōu)良的持水、增稠、凝膠和成膜等獨特的理化特性引起了人們廣泛地關(guān)注。然而，由于KGM的溶解度低，黏度高，流動性差，水溶膠的穩(wěn)定性差等缺點嚴重制約了它的應(yīng)用領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的化學改性方法或是與天然或合成高分子物理共混方法不同地是，本文首次采用了天然的納米粘土——凹凸棒土(AT)并利用溶液共混的方法對KGM進行改性。研究了KGM／AT共混溶液的流變性能，分析了AT在KGM溶液中的分散及運動規(guī)律；

3、詳細研究了KGM／AT納米復合材料的綜合性能；采用注射器模擬濕法紡絲探究了KGM／AT共混溶液的可紡性，并對KGM／AT纖維的性質(zhì)進行了初步地研究。KGM／AT共混溶液的動態(tài)流變測試結(jié)果表明，具有棒狀結(jié)構(gòu)的AT類似于液晶高分子的剛性鏈段對剪切力十分敏感，以及其自身的體積效應(yīng)有助于削弱KGM分子間的氫鍵，促進KGM分子鏈的解纏繞和取向，使得共混溶液的黏度降低。但是，從流變學的角度講，AT的加入在一定程度上影響共混溶液的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，這是因為

4、溶液的非均相的趨勢隨著AT含量的增多愈加明顯，這對紡絲加工是十分不利的。因此，需要嚴格控制AT的加入量。本文通過對復合材料體系的形貌結(jié)構(gòu)表征，發(fā)現(xiàn)適量的AT可以成單晶狀態(tài)相對均勻地分散在KGM基體中，并且能夠與其形成相對緊密的界面結(jié)合，而過量的AT易于團聚，在KGM基體中呈無規(guī)狀分布；AT能夠與KGM基體產(chǎn)生一定的相互作用(如氫鍵)：此外，AT可以使得KGM的結(jié)晶度稍微有所增加，但其并不能改變KGM的晶型結(jié)構(gòu)。通過對KGM／AT復合材料

5、的性能測試結(jié)果表明，AT的加入使得材料的剛性增強，在AT含量為2％時，材料的儲能模量達到最大值，相應(yīng)地，與純KGM相比，復合材料的力學性能明顯增強，其拉伸強度及初始模量最大分別提高了40％和53％左右；另外，復合材料的起始分解溫度與最快分解溫度最大分別提高了27。C和33。C，說明復合材料的熱穩(wěn)定性增強：復合材料的溶脹度隨著AT的加入不斷下降，這說明其耐水性得到一定程度地改善。以95％的乙醇為凝固浴，采用注射器模擬濕法紡絲，結(jié)果表明，K