魔芋葡甘聚糖基調(diào)濕材料的制備及其性能研究.pdf

1、調(diào)濕材料是依靠自身的吸放濕性能，感應(yīng)所調(diào)空間空氣濕度的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)空氣相對濕度的材料。調(diào)濕材料是無需消耗電力等不可再生能源、具有良好自動(dòng)調(diào)節(jié)空氣濕度能力的生態(tài)環(huán)保材料，對節(jié)約能源、改善環(huán)境舒適性、促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展等具有重要意義。從調(diào)濕材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入手，制備高效調(diào)濕材料，建立調(diào)濕材料結(jié)構(gòu)與性能的明確關(guān)系以探明調(diào)濕作用機(jī)理，對調(diào)濕材料的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化推廣、實(shí)現(xiàn)文物的預(yù)防性保護(hù)，具有重要的意義。本課題組針對目前國家文物保護(hù)中急需解決

2、的文物微環(huán)境調(diào)控問題，對調(diào)濕材料的開發(fā)進(jìn)行了預(yù)研究。
　　本課題使用一種天然高分子多糖——魔芋葡甘聚糖（KGM）為基材，采用不同方法對其進(jìn)行改性、復(fù)合無機(jī)納米管狀纖維材料——埃洛石納米管（NHTs）制備了三種不同結(jié)構(gòu)的調(diào)濕材料。針對本課題組以往制備調(diào)濕材料出現(xiàn)的問題（如制備工藝復(fù)雜、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、吸放濕性能差、調(diào)濕不理想）進(jìn)行改進(jìn)、優(yōu)化，制備性能更加穩(wěn)定的調(diào)濕材料，并研究復(fù)合材料種不同組分、不同結(jié)構(gòu)材料對調(diào)濕性能的影響。本課題對所制

3、備的三種調(diào)濕材料進(jìn)行形貌、結(jié)構(gòu)表征、吸放濕性能測試、模擬微環(huán)境使用性能測試來研究其不同結(jié)構(gòu)材料對吸放濕性能的影響，開發(fā)了吸濕容量高、吸放濕速率快、性能穩(wěn)定的、具有不同調(diào)濕范圍的調(diào)濕材料，主要研究結(jié)果如下：
　　交聯(lián)KGM/NHTs復(fù)合調(diào)濕材料體系中，熱活化埃洛石在材料中分散不均勻，材料吸濕率較低，埃洛石對材料放濕具有促進(jìn)作用，最佳埃洛石比例為2％，吸濕率和放濕率分別為22.79％和76.02％。材料調(diào)濕曲線隨著埃洛石量的增加而上升

4、，穩(wěn)定變差，當(dāng)復(fù)合材料（10％、20％埃洛石含量）的預(yù)處理濕含量在5％左右時(shí)，可將濕度穩(wěn)定在40-55％之間，可基本滿足使用要求（低濕度要求40％左右）。
　　研究交聯(lián)KGM-g-PAAS/NHTs復(fù)合調(diào)濕材料表明：酸活化埃洛石吸濕率最佳，熱活化埃洛石復(fù)合材料性能最佳，經(jīng)過KH590改性埃洛石在有機(jī)相中分散最好，不同改性埃洛石對復(fù)合材料的吸放濕性能影響較小不起決定作用。KH590改性埃洛石復(fù)合材料中，隨著埃洛石量的增加吸放濕性能先

5、增加后下降，當(dāng)埃洛石含量為4％時(shí)性能達(dá)到最佳，分別為117.29％和73.41％。由復(fù)合材料對微環(huán)境濕度的調(diào)節(jié)曲線可知，經(jīng)過聚丙烯酸鈉的接枝，復(fù)合材料的調(diào)濕穩(wěn)定性得到大大提高，且調(diào)濕效果良好，平衡濕度穩(wěn)定；當(dāng)復(fù)合材料的預(yù)處理濕度為20-40％時(shí)，其環(huán)境最終穩(wěn)定濕度在49.4-57.1％RH，可以滿足使用要求。
　　成功的制備出了粒徑均一的納米級交聯(lián)魔芋葡甘聚糖微球，通過表征可知，粒徑在40-50nm之間，性能穩(wěn)定。由微球的水蒸氣吸