半纤维素-g-壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合助留助滤剂的界面行为及构效关系

基本信息
批准号:51403069
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:王小英
学科分类:
依托单位:华南理工大学
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘博,李晓云,凌云志,罗玉琼,沈祖广,叶伟杰
关键词:
壳聚糖季铵盐半纤维素助留助滤界面行为蒙脱土
结项摘要

This proposal plans to prepare hemicelluloses-g-quaternized chitosan (HC-g-QCS) with polyampholyte characteristics via click chemistry reaction under microwave irradiation, then assemble HC-g-QCS and montmorillonite (MMT), and thus creat exfoliated hemicelluloses-g-quaternized chitosan/montmorillonite (HC-g-QCS/MMT) nanocomposite with network space structure. HC-g-QCS/MMT nanocomposite will be added into papermaking system as single component, which can not only reach the effeciecy of multiple retention- and drainage-aid agents, but also avoid the effect of the adding condition of every component in multiple retention- and drainage-aid agent, it is a new type of retention- and drainage-aid agent which is suitable for modern paper industry. Through regulating the content of hemicelluloses and quaternized chitosan and the structure factor of MMT, this work attempts to study the graft mechanism of hemicelluloses with quaternized chitosan in the existence of MMT or not, investigate the exfoliated way of HC-g-QCS/MMT nanocomposite, explore the critical factors affecting the molecular conformation and the interface action on pulp substrate, and thus obtain the retention- and drainge-aid pathway and structure-property relationship of HC-g-QCS/MMT nanocomposite. The study will obtain the organic/inorganic hybrid material by effectively combining three nature resources, it provides not only the new idea and method for the research of papermaking additives, but also theoretical data and technology guidance for the high-value utilization of nature resources.

本项目在微波辐射条件下,通过点击化学反应,将半纤维素与壳聚糖季铵盐接枝生成两性聚电解质半纤维素-g-壳聚糖季铵盐,并与蒙脱土进行结构组装,创建具有网络空间结构的剥离型半纤维素-g-壳聚糖季铵盐/蒙脱土(HC-g-QCS/MMT)纳米复合材料。该材料可以作为单组分加入到造纸系统中,不仅能达到多元助留助滤剂的效果,且可避免多元体系中各组分加入条件的影响,是一种适合现代造纸工业的新型助留助滤剂。本研究通过调控半纤维素及壳聚糖季铵盐的含量和蒙脱土的结构因子,将分别探讨蒙脱土存在与否的条件下半纤维素与壳聚糖季铵盐的接枝机理和HC-g-QCS/MMT纳米复合材料的剥离途径;确定影响该材料在浆料底物上的分子构象和界面行为的关键因素,获得助留助滤途径及其构效关系。本项目将三种天然资源有效结合制备有机/无机纳米杂化材料,为造纸助剂的研发提供新的思路和方法,也为天然资源的高值化利用提供了理论依据和技术导向。

项目摘要

随着造纸工业的发展,寻找适合现代造纸工业的湿部助留助滤剂显得尤为重要。本项目在微波辐射条件下,通过点击化学反应,将半纤维素与壳聚糖季铵盐接枝生成两性聚电解质半纤维素-g-壳聚糖季铵盐,并与蒙脱土进行结构组装,创建了具有网络空间结构的剥离型半纤维素-g-壳聚糖季铵盐/蒙脱土(HC-g-QCS/MMT)纳米复合材料。研究发现,将叠氮化壳聚糖季铵盐先与蒙脱土进行插层,然后与半纤维素发生点击化学反应,能够获得剥离型HC-g-QCS/MMT纳米复合材料;通过考察材料在细小纤维、填料等上的存在状态,分析它们之间的相互作用,对比研究半纤维素、壳聚糖季铵盐、壳聚糖季铵盐/MMT纳米复合材料、HC-g-QCS/MMT纳米复合材料的吸附及絮凝行为,研究表明,HC-g-QCS/MMT纳米复合材料结合了三者的优势,有最好的吸附絮凝行为。对比检测半纤维素、壳聚糖季铵盐、壳聚糖季铵盐/MMT纳米复合材料、HC-g-QCS/MMT纳米复合材料的助留助滤性能,获得助留助滤途径及其构效关系。本项目将三种天然资源有效结合制备有机/无机纳米杂化材料,为造纸助剂的研发提供新的思路和方法,也为天然资源的高值化利用提供了理论依据和技术导向。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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