桑枝皮纤维素纳米晶须的制备及其增强再生蚕丝蛋白纤维的研究的任务书.docx

桑枝皮纤维素纳米晶须的制备及其增强再生蚕丝蛋白纤维的研究的任务书
一、任务背景
纳米材料在材料科学、生物医药、环境科学等领域的应用日益广泛，其中纳米晶须作为一种特殊的纳米材料，具有很好的综合性能，因而其制备和应用也备受关注。而蚕丝作为一种质轻、坚韧、柔软、透气、吸湿、不易产生静电等特点的天然纤维，在医疗卫生、纺织加工等领域也有着广阔的应用前景。因此，将纳米晶须应用于蚕丝的增强，不仅可以提高蚕丝的强度和耐磨性，还可以扩展其应用范围，因而有必要开展此项研究。
二、任务要求
1.制备桑枝皮纤维素纳米晶须：收集桑枝皮作为原料，通过水解反应、表面修饰等方法制备出纤维素纳米晶须，并进行表征和性能测试；
2.研究纳米晶须对蚕丝蛋白纤维的增强效应：采用孵化法将桑枝皮纤维素纳米晶须加入到蚕丝原液中，制备增强蚕丝蛋白纤维，并对其力学性能、热稳定性和耐水性等进行测试；
3.探究纳米晶须的作用机制：通过对增强后蚕丝纤维的表面形貌、结构和成分等进行分析，发掘纳米晶须对蚕丝的物理、化学作用机制，为后续的应用提供理论依据；
4.确定最佳增强条件：通过对不同纳米晶须加入量、孵化温度、孵化时间等条件的研究，探究最佳的增强条件，并对其力学性能、热稳定性和耐水性进行比较和分析；
5.提出应用建议：根据研究结果，提出将增强后的蚕丝纤维应用于哪些领域，如医疗卫生、纺织加工等，并指导实际应用中如何处理与使用增强后的蚕丝纤维。
三、研究方法
1.制备桑枝皮纤维素纳米晶须：选择适当的桑枝皮收集方法、水解反应方法和表面修饰方法，利用实验室常用的仪器设备如超声波处理器、离心机等对其进行制备；
2.制备增强蚕丝纤维：采用孵化法将制备好的纳米晶须加入到蚕丝原液中，利用文献报道的方法对其进行孵化，并通过拉伸测试机等仪器对其力学性能进行测试；
3.表征和分析：利用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）、热重分析仪（TGA）等仪器对制备的纳米晶须和增强后的蚕丝纤维进行表征和分析；
4.统计分析和建模：采用统计学方法对实验数据进行处理，并根据分析结果建立增强蚕丝纤维的数学模型；
5.文献研究：通过阅读相关文献，对纳米晶须的制备、应用和蚕丝纤维的力学性能等进行相关研究和分析。
四、进度安排
本研究计划用时1年时间，具体进度如下：
第1-3个月：文献研究、材料收集和制备试验；
第4-6个月：对制备的纳米晶须进行表征和性能测试；
第7-9个月：对增强后的蚕丝纤维进行力学性能测试；
第10-12个月：对增强蚕丝纤维的机制、最佳增强条件以及应用进行分析和研究，撰写论文。
五、预期成果
1.成功制备出桑枝皮纤维素纳米晶须，并对其进行表征和性能测试，为今后的应用打下了基础；
2.成功将纳米晶须应用于蚕丝的增强，提高了其强度和耐磨性，为蚕丝的应用拓展了空间；
3.探究纳米晶须的作用机制，为今后的应用提供理论依据；
4.确定最佳增强条件，为今后实际应用提供指导；
5.提出将增强后的蚕丝纤维应用于哪些领域，并指导实际应用中如何处理与使用增强后的蚕丝纤维。