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纳米氧化锌—多糖复合材料制备与应用
作 者: 杨静文
导 师: 于九皋
学 校: 天津大学
专 业: 高分子化学与物理
关键词: 纳米氧化锌 多糖 淀粉膜 增强
分类号: TB332
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
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内容摘要
纳米氧化锌有良好的紫外屏蔽,抗菌,光催化,增强,增韧等性能,在许多领域有广泛的应用,多糖是地球上最丰富的可再生天然有机物之一,它是一种多羟基的高分子物质,可以用作模板来引导纳米晶体的生长。用绿色化学的观点来制备纳米粒子已经成为研究的一个重要主题。本文针对纳米颗粒易团聚的缺点,研究了在两种多糖(可溶性淀粉、羧甲基纤维素钠)的溶液中用沉淀法制备纳米氧化锌颗粒,得到纳米氧化锌-多糖复合材料。多糖起到了分散剂和稳定剂的作用,并对材料进行表征。实验表明,此方法所得的纳米复合材料含有纳米氧化锌和多糖两种物质,材料具有紫外屏蔽性能,所得的材料为纳米级物质,并测定了复合材料中物质的含量。为了扩大纳米颗粒的应用范围,本文通过改变超声波时间,pH值,离子浓度等条件,采用测定紫外透光率的方法,研究了纳米复合物水溶液的稳定性能。淀粉是一种来源广泛,价格低廉、可资源再生的原料,淀粉材料可以替代源于石油产品的传统塑料,被认为是最具发展前景的生物降解材料之一。针对淀粉膜在应用过程中力学性能不足,耐水性能较差的缺陷,研究了纳米复合材料对甘油豌豆淀粉膜的增强作用。实验证明,纳米氧化锌-多糖复合材料与淀粉有良好的相容性,通过添加纳米复合材料可以增加淀粉膜的密度,降低水蒸气透过率;提高淀粉膜的抗拉伸强度,降低断裂伸长率;提高淀粉膜的热稳定性,提高淀粉糊溶液的黏度,以及赋予淀粉膜良好的紫外屏蔽性能和可见光透光性能,扩大了淀粉膜的应用范围。
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全文目录
中文摘要 3-4 ABSTRACT 4-8 第一章 绪论 8-28 1.1 纳米科技简介 8-15 1.1.1 纳米材料的特性 8-11 1.1.1.1 纳米颗粒的物理性质 9-11 1.1.1.2 纳米颗粒的化学性质 11 1.1.2 纳米氧化锌的应用 11-14 1.1.3 纳米氧化物的制备方法 14-15 1.2 多糖在纳米颗粒制备中的应用 15-21 1.2.1 多糖的分子结构与化学性质 15-16 1.2.2 多糖制备纳米粒子反应原理 16-17 1.2.3 多糖在纳米合成中的应用 17-21 1.2.3.1 淀粉 17-18 1.2.3.2 壳聚糖 18 1.2.3.3 葡萄糖 18-19 1.2.3.4 琼脂糖 19-20 1.2.3.5 天然纤维素 20 1.2.3.6 其它多糖 20-21 1.3 淀粉膜研究进展 21-26 1.3.1 淀粉种类对淀粉膜强度的影响 22 1.3.2 塑化剂的影响 22-23 1.3.3 无机材料和天然有机材料增强淀粉膜 23-26 1.3.3.1 无机材料 23-24 1.3.3.2 天然有机材料 24-26 1.3.4 改性 26 1.4 本文研究的意义、目的及思路 26-28 1.4.1 本文研究的意义 26-27 1.4.2 本文研究的目的 27 1.4.3 本文研究的思路 27-28 第二章 纳米氧化锌多糖复合材料的制备及表征 28-40 2.1 引言 28-29 2.2 实验部分 29-30 2.2.1 原料与设备 29 2.2.2 纳米氧化锌-多糖复合材料的制备及结构表征 29-30 2.2.2.1 纳米氧化锌-多糖复合材料的制备 29-30 2.2.2.2 红外光谱分析(FT-IR) 30 2.2.2.3 紫外光谱分析(UV) 30 2.2.2.4 X-射线衍射分析(XRD) 30 2.2.2.5 透射电镜分析(TEM) 30 2.2.2.6 热重分析(TG) 30 2.3 结果与讨论 30-39 2.3.1 纳米氧化锌与多糖复合材料形成机理 30-31 2.3.2 红外光谱分析 31-32 2.3.3 紫外光谱分析 32-34 2.3.4 X-射线衍射分析 34-36 2.3.5 透射电镜 36-37 2.3.6 热重分析 37-39 2.4 小结 39-40 第三章 纳米复合材料水悬浮稳定性能研究 40-47 3.1 引言 40-41 3.2 实验部分 41 3.2.1 原料与设备 41 3.2.2 水悬浮液稳定性能测试 41 3.3 结果与讨论 41-46 3.3.1 超声波时间的影响 41-42 3.3.2 pH值影响 42-43 3.3.3 不同盐度影响 43-46 3.3.3.1 钠离子的影响 43-44 3.3.3.2 钾离子的影响 44-45 3.3.3.3 钙离子的影响 45-46 3.3.3.4 镁离子的影响 46 3.4 小结 46-47 第四章 纳米复合材料在甘油豌豆淀粉膜体系中的应用 47-58 4.1 引言 47-48 4.2 实验部分 48-50 4.2.1 原料与设备 48 4.2.2 淀粉膜的制备 48 4.2.3 性能测试 48-50 4.2.3.1 扫描电镜分析(SEM) 48-49 4.2.3.2 动态热力学分析(DMTA) 49 4.2.3.3 力学性能(Mechanical properties) 49 4.2.3.4 水蒸汽透过系数(WVP) 49 4.2.3.5 粘度性能测定(RVA) 49-50 4.2.3.6 紫外光谱分析(UV) 50 4.3 结果与讨论 50-57 4.3.1 扫描电镜分析 50-51 4.3.2 DMTA性能测试 51-53 4.3.3 力学性能测试分析 53-55 4.3.4 透水性能分析 55-56 4.3.5 黏度性能分析 56 4.3.6 紫外光谱性能分析 56-57 4.4 小结 57-58 第五章 结论与展望 58-61 5.1 主要结论 58-59 5.1.1 纳米氧化锌-多糖复合材料的制备和表征 58 5.1.2 纳米复合材料水悬浮液稳定性研究 58-59 5.1.3 纳米复合材料对甘油豌豆淀粉膜增强性能研究 59 5.2 展望 59-61 参考文献 61-66 硕士期间发表论文 66-67 致谢 67
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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 复合材料 > 非金属复合材料
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