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纤维素纳米纤维增强魔芋葡甘聚糖(KGM)复合膜的结构与性能开题报告

 2021-03-10 11:03  

1. 研究目的与意义(文献综述)

“不使用也不产生有害物质,利用可再生资源合成环境友好化学品”已成为国际科技前沿领域。众所周知,世界石油资源日益减少,原油价格不断上涨,使传统的合成高分子工业的发展受到制约。同时,合成高分子材料很难生物降解,造成的环境污染日益严重。可再生天然高分子来自自然界中动、植物以及微生物资源,它们是取之不尽、用之不竭的可再生资源。而且,这些材料废弃后容易被自然界微生物分解成水、二氧化碳和无机小分子,属于环境友好材料。

魔芋 ( amorphophalluskonjac) 是天南星科草本植物,在中国种植历史长、品种多,许多省区均有栽培,资源十分丰富。其系天然高分子化合物,具生物可降解性, 尤其是可在适当条件下成膜,可作为一种可食性和自然降解的膜材料,具有广阔的应用前景,但直接用未经改性的魔芋精粉成膜,强度低,耐水性、可塑性和热封性差,限制了其应用,必须加以改性。

纤维素是自然界中最丰富的天然高分子聚合物之一,不仅是植物纤维原料主要的化学成分,也是纸浆和纸张最主要、最基本的化学成分。纳米纤维素是直径小于100 nm 的超微细纤维,也是纤维素的最小物理结构单元;在纳米尺寸范围操纵纤维素分子及其超分子聚集体,设计并组装出稳定的多重花样,由此创制出具有优异功能的新纳米精细化工品、新纳米材料,成为纤维素科学的前沿领域。与粉体纤维素以及微晶纤维素相比,纳米纤维素有许多优良性能,如高纯度、高聚合度、高结晶度、高亲水性、高杨氏模量、高强度、超精细结构和高透明性,加之具有天然纤维素轻质、可降解、生物相容及可再生等特性。因此,纳米纤维素的制备、结构、性能与应用的研究在目前是国内外纤维素化学研究的重点和热点,其在造纸、建筑、汽车、食品、化妆品、电子产品、医学等领域有巨大的潜在应用前景。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1.基本内容

1、设计实验方案,制备0.11%的纳米纤维分散液。

2、探究魔芋葡甘聚糖溶解使用的最佳浓度。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-8周:按照设计方案,制备纤维素纳米纤维/kgm复合材料。

第9-12周:采用sem、tem、xrd、ftir、uv-vis、tg、拉伸测试等测试技术对复合材料的形貌、结构与性能进行表征。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] akira isogai, tsuguyuki saito, hayaka fukuzumi, nanoscale, 2011, 3, 71.

[2]quanling yang, tsuguyuki saito, lars a. berglund, akira isogai,nanoscale, 2015, 7, 17957.

[3] l.h. cheng, a. abd karim, c.c. seow, food chemistry, 2008,107,411–418.

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