纳米纤维素纤维改性MUF树脂及其储能材料的制备及表征

摘要

随着经济的高速发展,以生物质纳米材料作为填充物对高分子材料进行复合改性,日益受到国内外研究人员的重视。而纳米纤维素纤维(NCF)不仅保持纤维素的所有特性,又同时拥有了纳米材料的诸多优点,利用NCF作为增强相,制备出新型的复合材料已经成为当下纤维素研究领域的热点之一。　　本课题以三聚氰胺-尿素-甲醛(MUF)树脂为研究对象,利用未改性NCF、KH550改性NCF以及羧甲基化修饰NCF为增强相,通过物理共混法制备其复合材料;并以NCF改性MUF树脂为壁材,以石蜡为相变材料,采用原位聚合法制备了NCF改性的MUF储能材料。利用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、动态热机械分析(DMA)、X射线衍射(XRD)、场发射电镜(FE-SEM)等方法和手段对其材料的热稳定性、力学性能、界面兼容性、储能性能等进行了表征和分析。研究结果表明:　　(1)改性后的NCF的红外光谱分析表明,KH550、羧甲基化均改性NCF的表面,改善了NCF与MUF树脂的界面相容性;　　(2) NCF改性MUF树脂的起始分解温度降低,残重量均随着NCF的含量增加而增加;NCF改性MUF树脂的固化反应焓增加了。　　(3) NCF改性MUF树脂的储能模量也有所增加,其随着NCF的含量增加而增加,其中KH550改性NCF/MUF树脂的储能模量最为明显。　　(4)胶合强度测试结果表明:NCF添加量对MUF树脂压制杨木胶合板的胶合强度有显著影响,其中KH550改性NCF/MUF树脂最为明显,胶合强度提高34.7％。NCF改性MUF树脂固化后的空隙以及表面褶皱有所减少,有利于形成致密的胶层。　　(5) NCF改性MUF相变材料的起始分解温度略提高,相变焓和机械强度都有所提高;当壁材中加入1.5wt%NCF时,NCF在壁材中分布均匀,制备的石蜡微胶囊相变焓达61.20J/g,使得微胶囊的包含量从50.1%升高到55.6%,破损率从30.2%下降到24.5%。

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1 绪论

1.1论文研究的背景、目的与意义

1.2 三聚氰胺-尿素-甲醛树脂

1.3 纳米纤维素纤维的研究概况

1.4 本课题主要研究内容及创新点

2 纳米纤维素纤维的化学修饰

2.1 前言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 小结

3 NCF改性MUF树脂的结构和性能

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 结论

4 NCF改性MUF相变储能材料的制备与表征

4.1引言

4.2试验部分

4.3结果与讨论

4.4小结

5 结论

参考文献

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