纳米纤维素表面聚丙烯酸丁酯原位修饰

作者：王璇; 贾园; 宋立美纳米纤维素丙烯酸丁酯原位乳液聚合聚乳酸界面相容

摘要：【目的】由于强亲水的纳米纤维素与有机高分子材料之间的界面相容性差,使其作为一种有前景的增强剂应用受到限制。采用丙烯酸丁酯(BA)对纳米纤维素(CNF)表面进行原位乳液接枝聚合改性可以提高纳米纤维素与聚乳酸等高分子材料的相容性。【方法】本研究优化了纳米纤维素表面接枝聚丙烯酸丁酯(PBA)链接枝率的影响条件,并利用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射光谱(XRD)、透射电镜(TEM)、热重(TG)、X射线光电子能谱(XPS)以及扫描电子显微镜-能量散射X射线微区(SEM-EDS)分析等手段对聚丙烯酸丁酯修饰前后的纳米纤维素进行了表征,利用扫描电子显微镜对改性纳米纤维素与聚乳酸基体的相容性进行了分析。【结果】改性纳米纤维素(PBA-g-CNF)在1 734 cm-1出现了典型的羰基红外吸收;改性纳米纤维素的结晶度指数为48%,较纳米纤维素的61%有所下降;纳米纤维直径由50 nm增加至80~100 nm;最大热失重温度由改性前的340℃增加至改性后的354℃;纳米纤维素中的C和O的原子数比为1.89,改性纳米纤维素的C和O的原子数比为3.76,C和O元素在改性前后纳米纤维素中分布均匀;改性纳米纤维素与聚乳酸的共混膜材料拉伸断面呈现出韧性断裂过程。【结论】聚丙烯酸丁酯改性纳米纤维素是成功的,且改性过程主要发生在纳米纤维素的表面。改性后的纳米纤维素与聚乳酸之间展现了良好的界面相容性。

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