基于竹塑复合材料的竹浆纤维ATRP表面改性的研究

摘要

塑料作为一种应用范围广、使用量巨大的材料,已经渗透到生活的各个方面。随着社会的进一步发展,对塑料的性能提出了更高的要求,单一的塑料往往不能满足使用要求,复合材料由于具有更多更全面的性能而由此应运而生。尽管塑料之间的复合能够提高塑料的性能,然而在来源、价格、废弃物回收利用降解方面存在着复杂的问题。因此,发展全新的复合材料是时代赋予我们的新课题。
　　植物纤维复合材料具有来源广泛、价格低廉、并且易降解的优点,用植物纤维复合材料代替传统塑料将是当今复合材料行业的发展趋势。竹子作为一种天然的结构复合材料,具有防水性好、强度高、弹性好、比重小、价格便宜、生长速度快的优点。因此竹纤维复合材料将成为一种亟待开发应用的新材料。
　　本文以硫酸盐法竹浆纤维为原料,2-溴异丁酰溴酰化竹浆纤维,通过对不同反应温度、不同反应时间和不同打浆度竹浆纤维制备的大分子引发剂比较分析,确定了在本实验的最佳的大分子引发剂制备方案。应用原子转移自由基聚合(ATRP)和电子活化再生原子转移自由基聚合(AGETATRP)两种不同方法对竹浆纤维进行了表面接枝甲基丙烯酸甲酯进行改性通过对接枝后产物的比较,发现采用AGETATRP法对竹浆纤维进行改性具有较好的效果。最后通过研究AGETATRP反应的单体的浓度,催化剂的含量,反应的时间以及反应的温度对改性后产物产量的影响,确定了比较适合的改性条件。
　　确定适合的的改性条件之后,又进行了在竹浆纤维表面接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和异戊二烯,以扩大竹纤维的接枝应用范围。为以后竹纤维复合材料的制备提供更多的增强体选择。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究的背景

1．2 竹纤维复合材料的界面理论

1．3 竹纤维复合材料界面相容性的相关研究进展

1．3．1 竹纤维改性

1．3．2 塑料基体的改性

1．3．3 添加界面改性剂

1．4 原子转移自由基聚合(ATRP)改性纤维的研究进展

1．4．1 原子转移自由基聚合(ATRP)的原理

1．4．2 电子活化再生原子转移自由基聚合(AGETATRP)的原理

1．4．3 构成ATRP的要素

1．4．4 AGETATPR反应的要素

1．4．5 国内外ATRP改性纤维的研究进程

1．5 论文课题提出的内容和意义

第二章 实验材料与方法

2．1 实验所用的主要实验仪器及试剂

2．1．1 主要的实验仪器

2．2．2 主要化学试剂

2．2 实验的主要内容

2．2．1 竹浆纤维的制备

2．2．2 大分子引发剂的制备

2．2．3 竹浆纤维的甲基丙烯酸甲酯接枝改性

2．2．4 竹浆纤维的甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝改性

2．2．5 竹浆纤维的异戊二烯接枝改性

2．3 性能测试与表征

2．3．1 打浆

2．3．2 浆料水分的测定

2．3．3 打浆度的测定

2．3．4 接枝率的测定

2．3．5 傅立叶-红外光谱(FT-IR)分析

2．3．6 X射线能谱(EDS)分析

2．3．7 热重(TG)分析

第三章 实验结果与分析

3．1 竹浆纤维含水量的测定

3．2 大分子引发剂制备结果讨论与分析

3．2．1 不同打浆度下大分子引发剂的制备

3．2．2 不同反应时间大分子引发剂的制备

3．2．3 不同温度下大分子引发剂的制备

3．2．4 大分子引发剂有效活性点量的确定

3．2．5 小结

3．3 竹浆纤维接枝甲基丙烯酸甲酯制备的结果与分析

3．3．1 ATRP与AGETATRP接枝甲基丙烯酸甲酯的比较分析

3．3．2 竹浆纤维接枝前后各组分的热稳定性

3．3．3 单体用量对反应产物的影响

3．3．4 催化剂用量对反应产物的影响

3．3．5 反应时间对反应产物的影响

3．3．6 反应温度对反应产物的影响

3．3．7 小结

3．4 竹浆纤维接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯制备的结果与分析

3．4．1 ATRP与AGETATRP接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯的比较分析

3．4．2 单体用量对反应产物的影响

3．4．3 催化剂用量对反应产物的影响

3．4．4 反应时间对反应产物的影响

3．4．5 反应温度对反应产物的影响

3．4．6 小结

3．5 竹浆纤维接枝异戊二烯制备的结果与分析

3．5．1 ATRP与AGETATRP接枝异戊二烯的比较分析

3．5．2 单体用量对反应产物的影响

3．5．3 催化剂用量对反应产物的影响

3．5．4 反应时间对反应产物的影响

3．5．5 反应温度对反应产物的影响

3．5．6 小结

第四章 结论与展望

4．1 结论

4．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表论文