纤维素纳米晶体/二氧化硅复合模板法制备超疏水涂层开题报告

全文总字数：1871字

1. 研究目的与意义

（一）研究内容：对纤维素纳米晶体进行硫酸水解，将正硅酸乙酯与纤维素纳米晶体-乙醇溶液进行均匀混合制得二氧化硅溶液，通过硬脂酸对二氧化硅表面进行疏水改性，冷冻干燥后得到硬脂酸改性的纤维素纳米晶体/二氧化硅复合材料。使其具备如荷叶般自清洁功能并且在一定程度上提高涂层耐磨性和延展性等性能。

（二）目的及意义：本发明的原料纤维素纳米晶体来源广，可降解，制备方法相对简单，并且可以广泛加入多种涂料中增强其疏水性能，涂膜耐磨性也有一定保障，拥有巨大的市场实用价值。充分利用纤维素纳米晶体具有超强的强度、柔韧性以及可生物降解的环保性优点，且纤维素纳米晶体与二氧化硅复合不但具有生物高分子材料的特性，也兼具有无机材料的耐候性、硬度等特性，可用于室内外用涂料的改性，可在建筑楼面清洁及家具防污染等方面发挥作用。

2. 国内外研究现状分析

一、课题的国外研究状况

当前国外已有利用有机硅或二氧化硅为模板的超疏水制备方法，如hulyabudunoglu等在室温条件下以甲基三乙氧基硅烷为原料，经过水解、缩聚、陈化等过程，制备了接触角为179.9，且具有良好透明性、弹性以及热稳定性的超疏水有机硅气凝胶薄膜，在500℃下也能保持良好的超疏水性。又如sanjays.latthe等在室温条件下采用溶胶-凝胶技术，使用甲基三乙氧基硅烷(mteos)为疏水试剂，正硅酸乙酯(teos)为水解前驱体，合成了多孔二氧化硅薄膜，mteos:teos(摩尔比)在0~0.43之间，最终得到的硅薄膜静态接触角高达160，而滚动角则低至3。使用纳米二氧化硅制备的涂膜也具有很好的自清洁效应。javierbravo等采用层-层沉积法，将两种不同粒度的二氧化硅溶胶(20nm和7nm)与聚电解质聚(丙烯胺盐酸盐)和聚苯乙烯磺酸钠复合，制备了接触角为160，滚动角小于10的透明超疏水薄膜，具有高的接触角和小的滚动角。

二、课题的国内研究状况

3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

1、通过硫酸水解和超声波辅助处理制备纳米纤维素cnc；

2、通过乙醇、氨水、正硅酸乙酯等混合，磁力搅拌等辅助处理制备乙醇-二氧化硅溶液；

4. 研究创新点

以硬脂酸作为改性剂，因为它表面具有大量的-COOH基团存在，可以与SiO2/NCC的表面-OH发生脱水反应，并且硬脂酸还引入了疏水性-CH3基团，从而降低了SiO2/NCC的表面能；本发明的原料纤维素纳米晶体来源广，可降解，制备方法相对简单，并且可以广泛加入多种涂料中增强其疏水性能，涂膜耐磨性也有一定保障，拥有巨大的市场实用价值。