防静电纤维素包装膜的研究

摘要

为增强纤维素膜的功能性，提高其抗静电性能，扩大其在防静电包装方面的应用，本论文以木质纤维素为原料，利用原位共沉淀法制备出Fe3O4/纤维素复合包装膜，通过X-射线衍射光谱(XRD)、红外光谱(FTIR)、场发射扫描电镜(FESEM)、热重分析仪(DTG)和振动样品磁强计(VSM)研究了不同铁离子浓度以及氢氧化钠浓度对复合膜结构及电磁性能的影响，同时探讨了Fe3O4/纤维素复合包装膜的力学性能，耐水性能及防静电性能。主要结论如下:
　　(1)Fe3O4可以比较均匀的附着在纤维素薄膜上。随着铁离子浓度的增加，复合膜XRD图谱中纤维素三个特征峰的衍射强度逐渐降低，同时复合膜中出现了反尖晶石型Fe3O4的特征峰。复合膜的红外光谱在594 cm-1的位置上出现Fe-O振动吸收峰，且随着铁离子浓度的增加，吸收峰明显增强。
　　(2)相对于纤维素膜，复合膜出现了两个较明显的热失重区，同时热分解温度高于纤维素膜的热分解温度。随着铁离子浓度的增加，复合薄膜的热稳定性逐渐增强。
　　(3)复合膜在室温下具有良好的超顺磁性。随着铁离子浓度的增加，复合膜的饱和磁化率明显的增加。样品饱和磁化强度随着Fe2+的浓度的增大而增加的。但当Fe2+浓度增加到0.31 mol/L时，复合膜的磁滞回线不再重合，具有一定的矫顽力和剩磁，复合膜失去了超顺磁性。
　　(4)随着氢氧化钠浓度的增大，Fe3O4在纤维素薄膜上的负载量和粒径尺寸都在逐渐增加，饱和磁化强度逐渐增大。溶液中NaOH浓度的增大3.0mol/L时会对复合薄膜结晶性能产生较大影响，使其热稳定性变差，但是其热稳定性还是高于纤维素原膜。
　　(5)随着铁离子浓度的增加，Fe3O4/纤维素复合包装膜的力学性能逐渐增大，抗水性逐渐提高，但其电阻率却逐渐下降。结果显示Fe3O4/纤维素复合包装膜表面电阻率在防静电材料范围之内，并且其湿度敏感性更小。相比于纤维素原膜，复合薄膜的表面电阻率更加稳定，随湿度的变化较小，在低湿的环境下更能发挥其优异的防静电性能。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 静电起电理论概述

1．1．1 静电起电方式

1．1．2 静电放电的特点

1．1．3 静电放电的类型

1．1．4 静电包装材料的分类

1．2 抗静电薄膜的制备方法及研究

1．2．1 纤维素的结构及性质

1．2．2 抗静电薄膜的制备方法

1．3 纳米级金属氧化物导电材料的研究及应用

1．3．1 导电性粉体材料的比较

1．3．2 纳米级金属氧化物导电材料的研究进展

1．3．3 纳米四氧化三铁粒子的制备方法及其研究进展

1．4 课题的研究意义和研究内容

1．4．1 课题的研究意义

1．4．2 课题的研究内容

1．4．3 技术路线

2 材料与方法

2．1 实验材料

2．2 实验仪器

2．3 铁离子浓度对Fe3O4／纤维素复合膜的结构及性能的影响

2．3．1 纤维素原膜的制备

2．3．2 不同铁离子浓度Fe3O4／纤维素复合膜的制备

2．3．3 不同铁离子浓度Fe3O4／纤维素复合膜的表征

2．4 氢氧化钠浓度对Fe3O4／纤维素复合膜的结构及性能的影响

2．4．1 不同NaOH浓度的Fe3O4／纤维素复合膜的制备

2．4．2 不同NaOH浓度的Fe3O4／纤维素复合膜的表征

2．5 Fe3O4／纤维素复合膜包装性能及其防静电性能的研究

2．5．1 Fe3O4／纤维素复合膜的制备

2．5．2 Fe3O4／纤维素复合膜包装性能及其防静电性能的测试

3 结果与讨论

3．1 反应机理分析

3．2 铁离子浓度对Fe3O4／纤维素复合膜的结构及性能的影响

3．2．1 XRD分析

3．2．2 SEM分析

3．2．3 FTIR分析

3．2．4 热重分析

3．2．5 VSM分析

3．2．6 小结

3．3 氢氧化钠浓度对Fe3O4／纤维素复合膜的结构及性毹的影响

3．3．1 XRD分析

3．3．2 SEM分析

3．3．3 FTIR分析

3．3．4 热重分析

3．3．5 VSM分析

3．3．6 小结

3．4 Fe3O4／纤维素复合膜包装性能及其防静电性能的分析

3．4．1 Fe3O4／纤维素复合膜的力学性能分析

3．4．2 Fe3O4／纤维素复合膜的耐水性分析

3．4．3 Fe3O4／纤维素复合膜表面电阻率的分析

3．4．4 小结

4 总结

4．1 论文总结

4．2 存在的问题

5 展望

参考文献

7 论文发表情况

致谢