【摘 要】
:
“仿学”是模仿一切、学习一切的科学,具有高度普适性。基于对“仿学”的理解,在前人有关“仿壳聚糖”概念的基础上,以超分子化学为理论基础,利用淀粉与壳聚糖结构的相似性,借助淀粉与脂肪胺等配体分子的超分子包合作用,构建“淀粉基仿壳聚糖复合物”,实现淀粉的氨基化修饰,借助紫外可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、差示扫描量热法和扫描电子显微镜等手段对复合物的结构与性能进行表征,对“淀粉基仿壳聚糖复
【基金项目】
:
国家自然科学基金项目(21878046);
论文部分内容阅读
“仿学”是模仿一切、学习一切的科学,具有高度普适性。基于对“仿学”的理解,在前人有关“仿壳聚糖”概念的基础上,以超分子化学为理论基础,利用淀粉与壳聚糖结构的相似性,借助淀粉与脂肪胺等配体分子的超分子包合作用,构建“淀粉基仿壳聚糖复合物”,实现淀粉的氨基化修饰,借助紫外可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、差示扫描量热法和扫描电子显微镜等手段对复合物的结构与性能进行表征,对“淀粉基仿壳聚糖复合物”用作造纸助剂的应用效果进行了初步探究。“淀粉基仿壳聚糖复合物”的形成涉及的主要路径包括:(1)原淀粉在水热条件下润胀、糊化,直链淀粉与支链淀粉溶出;(2)配体的疏水尾链与淀粉螺旋空腔通过疏水相互作用包合,形成含有氨基的复合结构。配体的加入可调控淀粉结构,降低结晶度,延缓回生,使“淀粉基仿壳聚糖复合物”带有电荷,提升分散液的稳定性。“仿壳聚糖复合物”在酸性溶液中具有一定溶解性,在碱性条件下形成沉淀。在此基础上,利用脂肪胺和脂肪酸两种配体实现了“仿壳聚糖复合物”的羧基化,使其在碱性溶液中可溶。“淀粉基仿壳聚糖复合物”不是简单的物质混合,而是包合结构、游离配体与淀粉等多组分、多尺度共存,氢键、范德华力和物理缠结多作用力共存的复杂体系。配体用量为1.5%~2%的“淀粉基仿壳聚糖复合物”及其羧基化衍生物的分散性较好,包合指数为67.67%~74.72%。对“淀粉基仿壳聚糖复合物”用作造纸助剂的效果进行了初步探索,复合物成膜性良好,其透明度高于原淀粉膜。鉴于复合物水溶性良好,将其作为助剂在造纸湿部添加,复合物分布于纤维与填料的网络结构中,对纤维/填料结合力有一定提升,添加复合物的纸页中填料颗粒明显增多,纸张孔隙减少,但当添加量低时,对纸页性能无明显影响。“淀粉基仿壳聚糖复合物”的表面添加可提高纸的疏水性,形成功能性薄膜结构。本论文提出一种以成本低、环保无毒的天然高分子——玉米原淀粉为主体分子,以脂肪胺和脂肪酸为配体,通过主客体识别与疏水相互作用,有选择性地引入特定官能团,构建与壳聚糖结构相似的“淀粉基仿壳聚糖复合物”的研究设想。经验证,该设想可行且设计策略灵活,既能模仿模板分子的优点(如引入功能性基团),又能规避缺点(如水溶性明显高于壳聚糖)。“淀粉基仿壳聚糖复合物”的构建在丰富淀粉功能化理论的同时,也可为淀粉及其复合物在造纸中的高效应用提供有益思路。
其他文献
细菌和真菌对人类的生存环境构成了巨大的威胁。纤维素是世界上存储量最为丰富的循环可再生和可降解的环境友好型材料。因此,许多行业对纤维素基材料的抗菌性能提出了更高的要求,特别是在食品包装、生物医学和纺织工业等领域。肉桂酸和肉桂醛是存在于植物中的天然抑菌剂,具有优异的广谱抑菌活性和低毒性的特点,但直接使用有易挥发、易流失等缺点,严重降低其抗菌的持久性。本文以纤维素为基材,将肉桂醛及肉桂酸衍生物以共价键与
电液伺服系统具有刚度大、响应速度快、精度高和功率重量比大等优点,广泛应用于航空航天、国防工业和工程机械等领域。在一些重载设备中,往往需要多个液压缸协同工作以保证设备运行的平稳性和可靠性。由于电液多缸同步系统中存在大量非线性和不确定性,这些因素的存在加大了精确同步控制的难度。因此,研究具有高性能的同步控制策略具有重要实际意义。本文主要研究内容如下:(1)详细分析了阀控缸各物理量之间满足的数学关系,建
具有丰富资源的樟子松,广泛应用于家具及建筑领域,其高效高附加值利用离不开高品质干燥,而其自由干缩性能和干燥过程中应变规律的解析是干燥工艺优化的依据。本研究以50mm厚樟子松锯材为对象,采用图像解析法,分析温度、试材轴向部位对其厚度上各层宽度方向自由干缩系数的影响规律;基于试材自由干缩系数与含水率关系,优化其干燥过程中黏弹性蠕变应变、机械吸附蠕变应变的测算方法;在此基础上,研究软硬两种干燥基准及不同
气动技术以其结构简单、成本低、可靠性高的优点,被广泛的应用于非标自动化、智能机器人、航空航天等领域。由于气体的可压缩性、摩擦力的不确定性等气动系统中难以精确处理的难题,气动位置伺服系统的控制精度通常是学者们致力于研究的热门话题。本文将从课题组研制的高频振动减摩气缸出发,寻找切合此气缸的振型以及谐振频率,研究其振动减摩效果,最终利用自适应鲁棒控制策略与振动减摩原理相结合来提高气缸运动轨迹跟踪精度。气
微电机是工业自动化进程中不可或缺的基础工业产品,主要由电机定子、转子和齿轮箱组成,电机转子运转带动齿轮箱转动,通过输出轴传递高转矩。本文以齿轮箱中的齿轮组件为研究对象,齿轮组件包括输出轴、摩擦片、铆接件,输出轴用于传递高转矩并与其他设备装配,摩擦片与铆接件用于轴向固定齿轮,因此对齿轮组件进行质量检测十分必要。由于齿轮组件尺寸微小,最大极限尺寸约为18mm×10mm×10mm,检测难度大,采用高精度
玉米秸秆因其巨大的产量和较低的利用率已对人们的生活环境造成不可忽视的压力。但由于玉米秸秆自身复杂的结构和化学成分导致分离其纤维具有较大的阻碍。水热处理一般来说是用于对半纤维的提取,但经研究发现玉米秸秆中木素在此过程中会被部分脱除,而纤维素却在水热处理过程中相对稳定,只有少量被降解。因此通过明确该过程中木素溶出的规律,并结合半纤维素的降解,为玉米秸秆的纤维分离提供一种新的思路。为此本论文以玉米秸秆为
近年以来,轻质合金和碳纤增强型聚合物在各行业产品结构轻量化设计中的应用越来越广泛,使得金属与聚合物的连接成为必不可少的需求,激光直接连接技术已成为解决这一问题的有效途径与研究热点。本文选择钛合金TC4和碳纤增强聚合物PBTCF30材料,使用半导体连续激光器进行了激光直接连接,实验探究了其连接性能与连接机理,并进行了工艺参数建模与优化。主要研究内容与成果如下:1)TC4与PBTCF30的激光直接连接
碳化硅晶须(SiCw)增强铝基复合材料是最典型的轻质高强高刚度结构材料之一,在航天、军工等领域发挥了不可替代的作用。本文对10vol.%SiCw增强含Ti 2000系铝基复合材料的制备、塑性变形加工、强韧化热处理及组织性能调控进行了研究。所开展的研究工作和取得的结果如下:(1)研究了SiCw/含Ti 2000系铝基复合材料的制备(复合材料粉末制备、复合材料锭制备)与塑性变形加工(一次挤压、二次挤压
随着纳米技术的不断发展,将纳米材料添加到绿色切削液中进行微量润滑(Minimum Quantity Lubrication,MQL)加工,用于提高工件表面质量和降低刀具磨损,应用日益广泛。本文采用化学方法制备了一种新型润滑介质纳米流体切削液,探究其在切削AISI 304不锈钢中的微量润滑作用机理。主要研究工作如下:(1)综述了国内外学者对石墨烯、纳米铜、石墨烯/铜复合材料的制备、不锈钢加工以及微量
高分子聚合物材料广泛应用于各领域,然而大部分石油基塑料难以降解导致了日益严重的环境污染,因此可生物降解材料例如聚乳酸成为了未来发展的趋势。木材纤维作为储量丰富、易于获得的植物纤维原料,广泛应用于聚乳酸等高分子聚合物的填充材料,对降低聚乳酸生产成本并促使其降解等方面都发挥了卓越的作用。由于木纤维表面含大量极性羟基,而聚乳酸表面含弱极性的酯基,使得木纤维与聚乳酸基体间的界面相容性较差,表现出较弱的界面