纤维素基杂化材料的制备及其温敏性能研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:worldwjf
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纤维素是自然界中分布最广、储量最大的天然高分子,它们的可再生性、可降解性、生物相容性和化学可修饰性吸引着研究者的广泛关注。因此,纤维素被认为是可持续能源和化工原料。目前,因为纤维素能转化成附加值更高的先进功能材料,所以先进功能材料成为研究者的研究热点,各种各样的纤维素基功能材料层出不穷,比如纤维素基纤维材料、膜材料、光电材料、杂化材料、智能材料、生物医用材料等。在本论文中,同过利用原子转移自由基聚合法制备纤维素基温敏材料,并研究了它们的温敏性能。本文以纤维素(脱脂棉、滤纸)为原材料,采用原子转移自由基聚合法合成了具有温度敏感效应的复合材料。首先,通过浓硫酸预处理法得到纳米纤维素悬浮液,利用静电吸附法制备出了高比表面积的纳米纤维素-二氧化硅核-壳杂化材料,并利用原子转移自由基聚合反应制备出了具有温敏效应的纳米纤维素温敏材料。采用FI-IR、TG、BET、XRD、DSC、TEM等检测手段对纳米纤维素等样品进行结构表征及分析,主要分析了材料的组成及形貌。FI-IR、TG图谱表明聚(N-异丙基丙烯酰胺)PNIPAAm成功地接枝到了二氧化硅-纳米纤维素复合材料上,N2吸附-脱附曲线表明PNIPAAm分布在纳米纤维素-二氧化硅杂化材料的孔洞内。采用纳米温敏材料为载体,进行了对布洛芬的负载、释放实验,得到了该载体对布洛芬的累积释放量曲线。实验结果表明:在负载温度分别为20℃,45℃,布洛芬/正己烷浓度为30 mg/mL,负载时间为48h时,该材料对布洛芬的负载量分别为46.2%,32.6%;在释放温度为20℃,45℃,释放时间为1060 min时,该温敏材料的累积释放量分别达到63.1%,82.2%。结果证实纳米纤维素温敏材料确实对布洛芬具有良好的缓释性能。以定量滤纸为基底,采用溶胶-凝胶涂覆法得到了介孔二氧化硅-纤维素杂化材料,然后进行原子转移自由基聚合,从而得到表面有一层PNIPAAm的温敏滤纸,且该材料的比表面积高达63.17 m2/g,并得到了温敏滤纸在不同湿度的环境中的质量变化曲线。实验结果表明:温敏滤纸对环境中水分有一定的吸收功能。
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