基于超臨界CO2-乙醇預(yù)處理的納米纖維素晶須制備及應(yīng)用研究.pdf

1、微晶纖維素(Microcrystalline cellulose，MCC)是直徑小于100nm，長度在300nm～3000nm之間的一種優(yōu)異的新型納米級功用材料，具備較大的比表面積、生物相容性、生物可降解性、非常好的力學(xué)性能、光學(xué)性能和阻隔性能，因此被普遍應(yīng)用在食品、納米紙、氣凝膠、復(fù)合材料、造紙、醫(yī)藥等領(lǐng)域。但是，由于天然纖維原料超分子結(jié)構(gòu)層次中纖維素、木質(zhì)素和半纖維素緊密交聯(lián)形成“天然抗降解屏障”，且纖維素超分子結(jié)構(gòu)具有有序的結(jié)晶結(jié)

2、構(gòu)，直接通過機(jī)械精磨制備納米纖維素晶須難以實(shí)現(xiàn)。
　　本論文采用亞臨界CO2/乙醇預(yù)處理體系催化破除天然纖維原料超分子結(jié)構(gòu)，研究微晶纖維素(MCC)在亞臨界乙醇環(huán)境中，CO2和酸催化條件下的結(jié)構(gòu)變化規(guī)律，并對預(yù)處理環(huán)境的工藝條件進(jìn)行探討，得到MCC預(yù)處理的最佳工藝條件，在超臨界二氧化碳的預(yù)處理中，固體得率較高，無定形區(qū)也有效去除，利用FTIR分析纖維素化學(xué)結(jié)構(gòu)特性的變化規(guī)律;采用SEM表征纖維素超分子結(jié)構(gòu)形貌特性;運(yùn)用X射線衍射分

3、析纖維素的結(jié)晶度的變化情況，TG來反應(yīng)熱穩(wěn)定性的變化，結(jié)果也有效證實(shí)了這點(diǎn)。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，催化劑、溫度對預(yù)處理的結(jié)果影響最大，MCC被超臨界二氧化碳預(yù)處理后在135℃，30min時(shí)結(jié)晶度最高，溫度過低時(shí)間過短預(yù)處理效果不充分，溫度過高會使產(chǎn)物得率降低，結(jié)晶度也下降，都不利于預(yù)處理。通過掃描電鏡觀測到預(yù)處理后的MCC粒徑明顯減小，比表面積增大，并且化學(xué)結(jié)構(gòu)仍然保持基本不變，結(jié)晶度有所提高，熱穩(wěn)定性改善有所降低，但仍然表現(xiàn)良好。

4、
　　最后將預(yù)處理制備得到的納米纖維素晶須(Nano cellulose whiskers，NCWs)應(yīng)用于聚乙烯膜。在聚乙烯膜的制備中，NCWs做為增強(qiáng)體，有效改善了聚乙烯膜的強(qiáng)度。本實(shí)驗(yàn)中，將NCWs固體以不同含量(0％，2％，6％)加入到聚乙烯醇膜的制備中，研究不同添加量的微晶纖維素(MCC)對聚乙烯醇(PVA)薄膜性能的影響方法通過共混溶液流延法制備，測定分析MCC含量不同對PVA薄膜的顏色、光學(xué)性能、力學(xué)性能、和表面微觀