天然生漆乳液相界面结构及其改性对漆膜结构和性能的影响

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1、学号：12103413常州大学硕士学位论文天然生漆乳液相界面结构及其改性对漆膜结构和性能的影响研究生邓建平指导教师杨建红学科、专业名称环境工程研究方向环境友好材料2015年5月PhaseinterfacestructureofrawlacquersapanditseffectsofmodificationonthestructureandpropertiesoflacquerfilmADissertationSubmittedtoChangzhouUniversityByDengJianping(EnvironmentalEngineering)Dissertatio

2、nSupervisor:AssociateProf.YangJianhongMay,2015常州大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式标明。本人已完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权的说明本学位论文作者完全了解常州大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属常州大学。学校有

3、权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。学位论文作者签名：签字日期：年月日导师签名：签字日期：年月日中文摘要生漆是我国的传统土特产品，其固化成膜后具有坚硬光亮、耐磨、耐腐蚀及超耐久等优异性能，素有“涂料之王”之称。然而，生漆作为天然可再生的高分子涂料，不仅性能优异，而且绿色环保，但迄今为止却没有得到推广应用，这主要是由于生漆干

4、燥条件要求苛刻(20~30℃，相对湿度70~90%)、干燥速度慢及黏度大不易施工等。为了制备快速干燥与不受温湿度限制的快干生漆，国内外研究学者在这方面开展了许多的研究工作并取得了突出的进展。但是，生漆改性研究中存在着很多生漆干燥成膜机理难以解释的问题，使得生漆干燥速度慢仍然是限制其推广应用的主要因素之一。因此，弄清楚天然生漆乳液的相结构组成并制备快速自干、高性能的改性生漆，仍是生漆推广应用急需解决的课题。本文综述了国内外有关生漆的组成、结构、干燥成膜机理及其改性的研究进展、发展动态及其应用概况，并在此基础上研究了生漆乳液的相结构及相界面结构以及生漆乳液相界面结构修饰对

5、生漆性能的影响，也对生漆乳液热聚合反应机理进行了研究并考察了生漆热聚合对生漆膜结构和性能的影响。主要研究内容和结论如下：(1)采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及小角X射线散射(SAXS)等测试技术方法研究分析了生漆乳液的相界面结构。由光学显微镜和冷冻扫描电镜观察到天然生漆乳液中的水分是以大小不均匀的球状水滴形式存在的，其直径大小尺寸约为0.2~13.0μm,且水球表面光滑，存在明显的相界面层。通过TEM能谱面分析证明了生漆组成成分漆多糖和漆酶存在于水相水分中，而水不溶性糖蛋白分布于油相漆酚中。SAXS测试结果也证明了天然生漆乳液两相结构之间存在着厚度约为0.

6、52nm的界面层。结合漆酚本身结构的两亲性，进一步说明了界面层结构主要是由油相漆酚与水相之间通过氢键和亲水效应等相互作用所形成的。此外，5wt%漆多糖溶液修饰生漆乳液后进入水相部位对相界面层厚度影响不大，5wt%壳聚糖、羧甲基纤维素钠和海藻酸钠分别修饰后进入水相部位使得相界面层厚度均明显减小，而表面活性剂修饰I后进入漆液相界面层部位使得相界面层厚度明显增加。(2)以马来酸酐和十二醇聚氧乙烯醚发生酯化反应成功合成制备了不同链长度结构的反应性乳化剂(MRS-5,7,9,15)。采用反应性乳化剂修饰天然生漆乳液相界面结构，结果发现，反应性乳化剂MRS-9改性生漆具有最佳的干

7、燥性能。当加入MRS-9含量小于等于5wt%时，改性生漆改善了天然生漆干燥过程的持水能力，大大缩短了生漆完全干燥所需时间；当继续增加MRS-9含量后，生漆乳液的稳定性下降，使得漆膜失水较快而减缓了生漆完全干燥。扫描电镜测试结果也显示少量的MRS-9改性漆膜表面孔洞呈关闭的而减缓失水速率，过量的MRS-9改性漆膜表面出现了开口的孔洞和裂痕而导致失水较快。FT-IR和NMR分析证明了反应性乳化剂的不饱和双键与漆酚在漆酶催化下形成的漆酚醌自由基发生了聚合反应。此外，改性生漆的干燥时间、光泽度、铅笔硬度等性能受加入MRS-9含量的影响，当含量为5wt%时，改