纤维素/NaOH/尿素溶液的性能及纤维素材料结构调控研究

【摘要】凝胶是溶胶或溶液中的胶体粒子或高分子在一定条件下互相连接,形成的空间网状结构。溶液变为凝胶后性质发生很大变化,研究凝胶化对于理论研究及材料制备都有重要意义。本文研究了纤维素/NaOH/尿素溶液体系的热致凝胶行为,研究了凝胶化对溶液的拉伸性能、初生纤维的形态结构及再生纤维素水凝胶膜的机械性能的影响。主要开展了以下四个方面的工作：通过动态剪切流变及拉伸流变方法,研究了纤维素溶液浓度对溶液的剪切流变性能的影响及纤维素浓度和拉伸速率对纤维素/NaOH/尿素水溶液细流拉伸断裂行为的影响。结果发现,溶液中纤维素浓度的增大,溶液的拉伸性能提高。对溶液的凝胶化与溶液的拉伸性能之间的关系的研究结果表明,在较低的拉伸速率下,随着纤维素/NaOH/尿素水溶液的凝胶化程度提高,溶液的拉伸性能先增加后降低。而随着拉伸速率的增大,溶液的拉伸断裂时间急剧下降。结果表明,定程度的凝胶化有利于提高纤维素/NaOH/尿素溶液的拉伸性能,有望提高溶液体系的加工性能。通过将流动中的纤维素纺丝溶液加热预凝胶化后挤入凝固浴的方法制备初生纤维,进而研究了溶液凝胶化对初生纤维形态结构的影响。结果表明,预凝胶化有利于得到断面为圆形的初生纤维,但是对初生纤维的孔径结构没有影响。通过降低凝固浴温度有利于得到致密的初生纤维。溶液预凝胶化可以有效地消除初生纤维表面的沟槽,并形成皮层具有大孔结构,芯层结构相对致密结构的初生纤维素纤维。通过将纤维素/NaOH/尿素水溶液加热预凝胶的方法,制备了纤维素再生水凝胶膜。结果表明,通过将纤维素溶液加热预凝胶化,可以有效地提高再生纤维素水凝胶膜的机械性能。本方法克服了原有的低温预凝胶化过程时间长、效率低的缺点。此外,还进一步研究了凝固浴温度和凝固浴中酸的浓度对所制备的再生纤维素水凝胶膜结构和性能的影响。发现升高凝固浴的温度、提高凝固浴中硫酸的含量,均有利于制备具有较大孔径结构的再生纤维素水凝胶膜,水凝胶膜的机械性能也随之下降。结果表明,纤维素溶液凝固过程中溶剂和凝固剂双扩散是决定再生纤维素水凝胶膜的结构和性能的关键因素,所有加快双扩散过程的因素均有利于形成具有较大孔径结构的纤维素水凝胶膜。通过纤维素溶液加热挥发,然后浸没凝固得到了水凝胶膜,发现得到的水凝胶表面褶皱减少,并且水凝胶膜的透明性提高。对不同加热时间的力学性能进行对比发现,随着加热时间的增加,水凝胶的强度先增加,后降低。
【作者】毛云增；
【导师】徐坚；刘瑞刚；马敬红；
【作者基本信息】东华大学，仿生材料，2014，硕士
【关键词】NaOH/尿素；纤维素溶液；拉伸流变；初生纤维；水凝胶膜；

【参考文献】
[1]刘群.一类无穷维随机增长图的相变及极大元的研究[D].吉林大学,概率论与数理统计,2013,硕士.
[2]张娜.电化学制备金属氧化物（Co_3O_4，TiO_2）纳米薄膜材料及其性能研究[D].浙江大学,化学,2013,硕士.
[3]张维.初中校园安全隐患调查研究[D].河北大学,教育管理,2014,硕士.
[4]陈志辉,夏虹,刘邈.核电系统故障诊断专家系统研究[J].核动力工程,2005,05:523-527.
[5]桑明.江苏省田径优势项目的成因及发展对策研究[D].南京体育学院,运动训练（专业学位）,2012,硕士.
[6]林伟.中国工业全要素生产率变动的内在机理探析[D].浙江工商大学,产业经济学,2012,硕士.
[7]吴海鹰.电针对SCI大鼠轴突及干细胞可塑性影响及相关机制研究[D].昆明医科大学,外科学,2013,博士.
[8]仲峰.跨国公司在华独资经营倾向研究[D].对外经济贸易大学,国际贸易,2004,硕士.
[9]马瑶.中国老龄人口管理职能及其优化研究[D].中共上海市委党校,政治学理论,2014,硕士.
[10]齐连普.试飞测试技术的发展趋势[J].测控技术.1991(01)
[11]薛卿.济南工程职业技术学院学生顶岗实习信息管理系统设计与实现[D].山东大学,软件工程（专业学位）,2013,硕士.
[12]张环环.电针对手术创伤大鼠心血管功能的影响及其机制分析[D].复旦大学,生理学,2010,博士.
[13]陈翔.自制复方青珠瘢痕膏对兔耳瘢痕模型中Ⅰ、Ⅲ型胶原表达的影响[D].广西医科大学,口腔颌面外科学,2013,硕士.
[14]袁锐.祛风地黄汤加减治疗寻常型银屑病（血虚风燥证）的临床观察[D].黑龙江中医药大学,中医外科学（专业学位）,2013,硕士.
[15]王新.我国软件企业信息系统内部控制研究[D].天津商业大学,会计学,2013,硕士.
[16]张绍荣.食管鳞癌发生发展过程中增殖和凋亡相关基因的研究及凋亡的同步原位检测[D].山西医科大学,病理学,2002,硕士.
[17]M·内夫·托克索日,C·H·程.饱和介质中地震波的速度和衰减[J].石油地球物理勘探,1976,S1:26.
[18]郭敏.棕榈纤维结构与力学性能研究[D].西南大学,资源纤维学,2014,硕士.
[19]王晶.立体图像脆弱和半脆弱水印技术及其应用研究[D].宁波大学,信号与信息处理,2014,硕士.
[20]张燕飞.快速液压夯实机结构设计和有限元分析[D].长安大学,机械电子工程,2013,硕士.
[21]张少华.Ag/Ti/BiFeO_3/Pr_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3/Pt异质结的阻变特性及其机理研究[D].河北师范大学,凝聚态物理,2013,硕士.
[22]花抒音.巨额财产来源不明罪若干问题研究[D].华东政法学院,法律,2003,硕士.
[23]祁秋菊.试析史料教学与学生的公民素养[D].首都师范大学,学科教学,2013,硕士.
[24]吴翠红.PM_(2.5)急性暴露对博来霉素致大鼠肺纤维化的影响及机制[D].河北医科大学,内科学,2013,硕士.
[25]聂笃伟.超越负载工况下汽车起重机起升机构负载控制方法的研究[D].湖南大学,机械工程,2013,硕士.
[26]李纪永.基于L-系统的虚拟植物形态建模方法研究[D].山东师范大学,计算机软件与理论,2013,硕士.
[27]董美亚.基于RFID的智能家居控制器的设计和实现[D].青岛大学,计算机系统结构,2013,硕士.
[28]何乃珠.猪圆环病毒2型ORF2基因的克隆与序列分析及其真核表达[D].扬州大学,预防兽医学,2012,硕士.
[29]刘昕.电子组装膏状钎料机械合金化制备及研究[D].北京工业大学,材料加工工程,2004,硕士.
[30]马骥.Deep Web环境下的结果数据抽取与模式标注的研究[D].东北大学,计算机软件与理论,2010,硕士.
[31]吴春艳.纳米氧化物的软化学合成与表征[D].合肥工业大学,化学工艺,2004,硕士.
[32]韩思宁.草甘膦抗性候选基因的克隆与表达研究[D].东北农业大学,农药学,2013,硕士.
[33]闫莎莎.A Study on the Translation Strategies of the Report on the Work of Government in the Light of Skopos Theory-by the Case of the Rwg of Xi’an[D].西安外国语大学,翻译,2014,硕士.
[34]吴琦.早期的母亲养育对儿童2岁时执行功能的预测[D].首都师范大学,发展与教育心理学,2013,硕士.
[35]吕静.夏热冬冷地区居住建筑冬季室内热环境质量的优化研究[D].东华大学,供热、供燃气、通风与空调工程,2004,硕士.
[36]苏新莉.环境污染的经济学分析及其制度安排[D].中国地质大学,人口、资源与环境经济学,2003,硕士.
[37]刘崇新.基于物联网的远程智能医疗数据传输系统设计[D].杭州师范大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[38]吴利丰,刘思峰,闫书丽.区间灰数序列的灰色预测模型构建方法[J].控制与决策,2013,12:1912-1914+1920.
[39]余远清.新型超轻Mg-Li-Al-Gd合金制备及组织性能研究[D].重庆大学,材料加工工程,2014,硕士.
[40]戚亚娜.从《京华烟云》的翻译痕迹看林语堂的中国文化翻译策略[D].燕山大学,英语语言文学,2013,硕士.
[41]沈怿宁.广东冠粤路桥有限公司股权改造研究[D].长沙理工大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[42]冯江涛.碳纳米管/聚乳酸复合材料的制备及结构和性能[D].哈尔滨工业大学,2009.
[43]郑斌.投机因素对大豆期货价格影响的实证分析[D].南京农业大学,金融,2013,硕士.
[44]林春梅,张建强.杭州市江干区保障性设施专项规划编制探索[J].规划师,2013,02:53-57.
[45]李宁.《爱丁堡晚报》新闻翻译实践报告[D].曲阜师范大学,翻译（专业学位）,2013,硕士.
[46]裘洁.婴幼儿心内直视手术围术期监测血清降钙素原的临床意义[D].浙江大学,2004.
[47]李仕华.核苷（酸）类似物治疗与综合管理对慢性HBV感染者疾病转归的临床研究[D].广西医科大学,感染病学（专业学位）,2013,硕士.
[48]李茜.高+Gz暴露时人体某些生理应激反应及其机制研究[D].第四军医大学,航空、航天与航海医学,2003,硕士.
[49]徐珊珊.我国通信产业发展研究[D].首都经济贸易大学,产业经济学,2014,硕士.
[50]夏路.无人机编队导航与控制系统研究[D].哈尔滨工业大学,飞行器设计,2014,硕士.