竹納米微晶纖維素的制備、表征及應(yīng)用研究.pdf

1、納米微晶纖維素(Nanocrystalline Cellulose，簡(jiǎn)稱NCC)是一種來源于天然纖維素的高分子材料，其制備工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，并具有生物可降解性。棒狀納米微晶纖維素不僅具有較大的比表面積、長(zhǎng)徑比和和完善的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，而且具有優(yōu)良的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性，可用作綠色環(huán)保的生物質(zhì)增強(qiáng)材料，具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　本文首先采用酸堿處理竹原纖維制備納米微晶纖維素，并探究了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、固液比等因素對(duì)產(chǎn)物的影響，確定了最優(yōu)

2、處理過程:將竹原纖維置于苯/乙醇（v苯/v乙醇=2∶1）混合液中120℃條件下抽提43h，0.6wt％ NaClO2溶液(pH=3-4)75℃條件下浸泡10h，6wt％KOH溶液室溫下浸泡38h，80℃條件下浸泡6h。然后將上述產(chǎn)物置于60.8wt％ H2SO4溶液中48℃條件下輔以超聲(40KHz)酸水解15h即可得到NCC。AFM分析顯示:NCC呈棒狀結(jié)構(gòu)，直徑在20nm左右，長(zhǎng)度約為300nm。XRD分析表明:NCC具有規(guī)則的晶體

3、結(jié)構(gòu)。
　　在納米微晶纖維素增強(qiáng)羥丙基纖維素(HPC)復(fù)合材料的制備及其表征中，采用溶液澆鑄/水分揮發(fā)的成型方法制備了NCC增強(qiáng)HPC全纖維素納米復(fù)合膜。研究了HPC/NCC復(fù)合膜的微觀形態(tài)、力學(xué)性能、動(dòng)態(tài)熱機(jī)械性能、透光度以及熱穩(wěn)定性。NCC的高強(qiáng)度、高彈性模量及其與HPC分子鏈之間強(qiáng)烈的相互作用，提高了HPC/NCC復(fù)合膜的力學(xué)性能，隨著NCC含量的增加，復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度和楊氏模量逐漸增大，與純HPC膜相比，當(dāng)NCC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

4、60％時(shí)，納米復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度提高了8.5倍，儲(chǔ)能模量提高了3.7倍，掃描電鏡結(jié)果表明，NCC在HPC基體中均勻分散，HPC/NCC復(fù)合膜的斷面顯示纖維狀的韌性斷裂特征。HPC/NCC復(fù)合膜的透光度沒有出現(xiàn)明顯的下降。
　　在NCC/AgNPs（銀納米顆粒）多尺度增強(qiáng)HPC復(fù)合材料的制備及其表征中，采用溶液澆鑄/水分揮發(fā)的成型方法制備了HPC/NCC/AgNPs納米復(fù)合膜。采用SEM、AFM、TEM、XRD、EDS、UV-Vis、