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项目编号: 201710359030
项目名称: 纳米纤维素/聚乳酸复合材料的界面调控研究
所属院系: 化学与化工学院
项目主持人: · 姓名:周升和
· 专业:2015高分子材料与工程
· Email:214106721@qq.com
项目成员: · 姓名:郭云锋
· 专业:2015高分子材料与工程
· Email:
项目成员: · 姓名:胡贝利
· 专业:2015高分子材料与工程
· Email:
项目成员: · 姓名:翟焕薇
· 专业:2015高分子材料与工程
· Email:
项目成员: · 姓名:顾星
· 专业:2015化学工程与工艺
· Email:
指导教师1: · 姓名:方华高
· 职称:讲师
· 研究方向:
项目内容简介: 填充纳米纤维素(CNC)是聚乳酸(PLA)改性的重要方法,因其完全可再生和生物降解性而备受关注,如何实现CNC良好分散和提高界面强度是其中最核心的问题。本项目通过构筑界面立构复合晶体(sc-PLA),改善CNC的分散状态和界面强度。首先研究sc-PLA的形态特征与结晶动力学,分析sc-PLA对分散能力和界面强度的贡献,研究基体结晶行为,揭示复合晶体对结构性能的调控机理。本研究为聚乳酸纳米复合材料结构设计和性能优化提供理论指导和实现途径。
项目特色与创新点: 熔融态构筑界面sc-PLA及其对PLA /CNC复合材料结构与性能的调控机理研究是一个重要的研究课题,不仅具有重要的科学理论意义,也可为聚乳酸高性能化提供重要技术路径。但是,国内外在这方面研究还很匮乏,目前只有Dubois课题组曾报道过利用“接枝于(grafting from)”技术在纳米颗粒表面接枝PDLA,通过熔融加工法制备复合材料的研究。但他们获得界面sc-PLA含量很低,甚至无法用DSC和WXRD等实验手段检测到,对构筑机理及控制因素的认识都以主观推测为主。本项目在纳米颗粒表面修饰、界面sc-PLA构筑过程、纳米复合材料流变学和结晶动力学的研究等多方面都有创新性。 首先,本项目针对性地采用“接枝到(grafting onto)技术”对CNC进行表面修饰,通过异相点击化学反应,实现CNC表面PDLA的接枝密度和接枝链长的有效调控,可为后续研究提供材料保证。这是本项目创新点之一。 其次,本项目利用旋转流变仪、POM和FTIR等方法研究界面sc-PLA的构筑过程,揭示界面sc-PLA的结晶动力学和构筑机理。流变学方法能灵敏反映复杂体系微结构变化,尤其在研究外加流场作用下材料结构演变方面独具优势,运用该方法研究界面sc-PLA构筑是本项目的创新点之一。 最后,本项目开展的复合材料结晶行为和物理性能的研究将考察界面sc-PLA对基体PLLA成核密度、结晶形态演变和结晶动力学的影响,明晰纳米填充、界面增强和基体结晶与物理性能的影响规律,为PLA材料的高性能化提供技术基础和理论指导。这也是本项目的创新点之一。