微纳纤丝增韧改性PHBV的研究开题报告

1. 研究目的与意义

课题意义：聚(β-羟基丁酸酯-β-羟基戊酸酯)(PHBV)是聚羟基烷酸酯（PHA）大家族中的一员，是一类通过微生物合成的用于碳源和能量储存的热塑性材料，主要依靠可再生的天然材料为原料，并且在自然界中可以完全生物降解成二氧化碳和水，环境友好，从而可以在一定程度上缓解石油危机，也有利于解决白色污染问题。尽管PHBV材料具有良好的生物降解性，但是该材料质地很脆，这就限制了它的应用，需要对其进行增韧改性。在众多的纳米增强材料中，微纳纤丝拥有高强度、高模量、高比表面积、高反应活性、生物可降解及可再生性等特性。利用微纳纤丝增韧PHBV是目前研究较少并有广阔前景的一种方法。从而拓展PHBV的应用领域也为扩大微纳纤丝的应用提供一种新的思路。

课题目的：掌握微纳纤丝生产工艺，微纳纤丝增韧PHBV的工艺，并简要解释微纳纤丝对PHBV的作用机理。

2. 国内外研究现状分析

微纳纤丝是生物质原料的细胞壁在高速高压剪切与冲击力作用下剥离、撕裂而得到一种微米级别或纳米级别的微细纤维。微纳纤丝纵横比在100到1000之间，具有高弹性比和高弹性模量的网状结构，主要用来增强增韧聚合物材料。

陈文帅等以杨木木粉为原料，始终保持纤维处在水润涨的状态下，利用亚氯酸钠在酸性条件下脱除木质素，氢氧化钾脱除半纤维素，然后借助高强度超声波的空化作用，制备了直径集中分布在5～32nm之间，长度大于10μm，长径比高于300木质纤维素纳米纤丝(wcnf)。

srithep等利用熔融共混的方法制备phbv/cnf纳米复合材料。实验发现添加5%(wt)cnf后，phbv的杨氏模量分别提高22%、54%和90%；拉伸强度也比纯的phbv有所提高。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1、NaOH溶液浓度对微纳纤丝性能的影响（5wt%、10wt%、15wt%、20wt%）

2、微纳纤丝添加量对PHBV韧性的影响（0wt%、5wt%、10wt%、15wt%、20wt%、25wt%，PHBV的质量比）

研究计划：

4. 研究创新点

选用可生物降解、具有生物相容性、可再生性的微纳纤丝改性PHBV，提高PHBV的韧性。