热处理对聚乙烯醇/表面接枝改性纳米纤维素晶体复合薄膜性能的影响开题报告

1. 研究目的与意义

聚乙烯醇(PVA)薄膜在水溶性、可降解性等方面的独特优点使之具有广泛的应用前景,但其本身存在耐水性差、耐热性差、力学性能差等缺点。为克服这些缺点，本论文采用的方法是先制备表面接枝改性纳米纤维素晶体，然后将其添加到聚乙烯醇基体中制备纳米复合薄膜，并进一步热处理制得交联纳米复合薄膜。通过纳米纤维素晶体的表面接枝改性，使它起到纳米增强剂和交联剂的双重作用，从而达到同时改善聚乙烯醇薄膜的耐吸湿性、机械性能及热稳定性的目的。

2. 国内外研究现状分析

由于NCC本身的性质，很多报道指出NCC/高分子复合材料的强度比单纯的高分子材料有不同程度的提高，因此该类复合材料最可能的应用是在力学强度要求更高的场合替代纯高分子材料，包括工业应用，以及生物医学领域的药物释放与组织工程。该类复合材料在阻隔材料方面的应用也有很多报道,这意味着NCC的复合材料在包装领域有潜在应用。Sanchez-Garcia等人发现NCC加入PVA以后能诱导PVA结晶。因此NCC与PVA的复合物薄膜比理论预期的结果更显著地降低水和氧气的穿透率；Paralikara等人]研究了NCC与PVA复合薄膜对有机有毒气体三氯乙烯的阻隔性能，发现PVA与NCC或者表面羧基化的NCC复合都能增强薄膜对三氯乙烯和水汽的阻隔性能。Cranston等人制备出的NCC/PAH复合物薄膜具有颜色可控的结构色(虹彩),表明NCC复合物薄膜在高级装饰方面具有潜在应用.而Shopsowitz等人利用在有机硅与NCC复合薄膜中自发取向排列的NCC作为模板,烧掉NCC以后得到了具有颜色可控的结构色薄膜,他们认为这种薄膜有多种潜在应用,包括催化、分析检测、传感器、绝缘材料、燃料电池等。此外，NCC与高分子复合时，还具有形状记忆的功能最近Zhu等人发现NCC与热塑性PU复合以后，具有对水敏感的形状记忆功能。形状记忆聚合物在生物医用领域有较多的应用。

3. 研究的基本内容与计划

本论文拟先制备表面接枝改性纳米纤维素晶体，然后将其添加到聚乙烯醇基体中制备纳米复合薄膜，并进一步热处理制得交联纳米复合薄膜，通过测定交联复合薄膜的性能，考察交联作用对纳米复合薄膜性能的影响。具体研究计划如下：

第一阶段：实验准备

1.查阅资料，对pva/ncc纳米复合薄膜有一定的了解；

4. 研究创新点

表面接枝改性纳米纤维素晶体可起到纳米增强剂和交联剂的双重作用，将同时改善聚乙烯醇薄膜的耐吸湿性、机械性能及热稳定性。