超临界CO2在生物材料改性及膜制备中的应用

论文摘要

超临界CO2具有低粘度、高扩散、低表面张力、无毒、不燃、临界条件温和、通过温度或压力的变化可以调节其溶剂化能力等特性,因而被广泛应用于材料制备及改性领域。 超临界CO2接枝改性聚合物的研究中多以合成的聚合物如聚丙烯、聚4-甲基-1-戊烯作为基质材料。在此我们第一次将其应用于天然蛋白质——蚕丝纤维的改性。丝素蛋白纤维具有手感柔软、穿着舒适等优点,但是也有不少缺点,如起皱、起毛,常采用化学接枝的方法对其进行改性。本课题将SC CO2用作溶剂和携带剂,协助两种单体及其引发剂——MMA/BPO和AA/AIBN渗透进入丝素蛋白纤维中,并引发使之在适宜的温度下自由基聚合,实现对蚕丝纤维的接枝改性。讨论了实验条件如插嵌时间、插嵌压力、单体浓度、引发剂浓度及聚合反应时间对接枝率的影响。并且通过红外傅立叶变换（FTIR）、扫描电镜（SEM）、热重（TG）、保水率、力学性能测试多种方法对样品进行了表征。 绝大部分高聚物难溶于超临界CO2,所以其可作为聚合物的非溶剂。本文利用超临界CO2代替甲醇作为非溶剂制备聚乳酸（PLA）膜。改变成膜条件如溶剂、铸膜液浓度、CO2压力、加压方式、放气时间以及非溶剂组成等从而获得了一系列具有不同形态的PLA膜。通过扫描电子显微镜（SEM）观测膜的断面形态,系统地讨论了不同成膜条件对膜断面形态的影响;并且借助于偏光显微镜、广角X-射线衍射仪（WAXD）和差式扫描量热仪（DSC）研究了不同成膜条件下膜的结晶情况。

论文目录

• 引言
• 一、课题研究背景、研究内容及意义
• 1.1 超临界流体简介
• 1.1.1 定义
• 1.1.2 性质及特点
• 1.1.3 应用
• 2在高分子材料中的应用'>1.2 超临界CO₂在高分子材料中的应用
• 1.2.1 作溶剂及携带剂——溶胀聚合
• 1.2.2 作非溶剂——制备聚合物膜
• 1.3 课题研究内容
• 2协助接枝改性蚕丝'>1.3.1 超临界CO₂协助接枝改性蚕丝
• 1.3.1.1 立题背景
• 1.3.1.2 研究内容及意义
• 2作非溶剂制备聚乳酸膜'>1.3.2 超临界CO₂作非溶剂制备聚乳酸膜
• 1.3.2.1 立题背景
• 1.3.2.2 课题提出
• 1.3.2.3 研究内容及意义
• 参考文献
• 2协助接枝改性丝素蛋白纤维'>二、超临界CO₂协助接枝改性丝素蛋白纤维
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验试剂与设备
• 2.1.2 实验过程
• 2.1.3 表征
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 单体膨胀曲线
• 2.2.2 实验条件的影响
• 2.2.3 表征
• 2.3 小结
• 参考文献
• 2作非溶剂制备聚乳酸膜'>三、超临界CO₂作非溶剂制备聚乳酸膜
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验试剂与设备
• 3.1.2 实验过程
• 3.1.3 膜表征
• 3.2 结果与讨论
• 2与溶剂（氯仿和四氢呋喃）在聚乳酸/溶剂/CO₂三元体系中的相容性研究'>3.2.1 超临界CO₂与溶剂（氯仿和四氢呋喃）在聚乳酸/溶剂/CO₂三元体系中的相容性研究
• 3.2.2 成膜条件对聚乳酸膜断面形态的影响
• 3.2.3 聚乳酸膜结晶情况的研究
• 2作非溶剂制备的聚乳酸膜的微孔分析'>3.2.4 超临界CO₂作非溶剂制备的聚乳酸膜的微孔分析
• 3.3 小结
• 参考文献
• 四、结论及展望
• 致谢
• 附：硕士期间发表论文