【摘要】：納米纖維素具有高比表面積、高拉伸強度、高透明度和可再生性等一系列優(yōu)點,目前國內(nèi)外主流制備方法是采用酸水解或者氧化結(jié)合機械均質(zhì)的手段來制備纖維素納米晶體(CNCs,Cellulose Nanocrystals)及纖維素納米纖絲(CNF,Cellulose Nanofiber)。但這些方法存在污染較大或耗能較高等缺點。酶水解法制備納米纖維素,因其綠色環(huán)保、纖維素酶對底物的高效和專一性等多種優(yōu)勢,正受到越來越多的重視和關(guān)注。本文采用紙漿復(fù)合酶水解制備納米晶體纖維素,通過控制和優(yōu)化反應(yīng)條件實現(xiàn)了納米纖維素的可控制備,在不同酶活濃度和反應(yīng)時間條件下制備出棒狀納米纖維素(CNC-L)與球形納米纖維素(CNC-H);研究比較了酶解法與目前較常用的TEMPO(2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物)氧化機械法所制備的純納米纖維素膜在性能上的差異;將酶解法制備的CNC-L與CNC-H和殼聚糖(CS,Chitosan)溶液按照一定比例,采用共混流延方法制備復(fù)合薄膜,通過SEM、FT-IR、XRD、熱重分析、透光性能、機械拉伸、透氣率、透氧率等分析測試手段對納米纖維素復(fù)合膜進行表征和分析。本文主要結(jié)果與結(jié)論如下:(1)在相對低酶活的范圍內(nèi)(1-50 μ/mL),制備的納米纖維素是條狀和棒狀形貌,且隨著時間和濃度的增加,纖維長度不斷減小,范圍在300-800 nm,納米纖維素的結(jié)晶度有所提高;(2)在相對高酶活的條件下(100-500 μ/mL),制備的納米纖維素呈微球形貌,濃度的進一步增加使得棒狀纖維迅速減少,球形粒子大小范圍在50-130 nm,納米纖維素的結(jié)晶度有所降低;(3)酶解法制備的CNC-L與CNC-H都可成膜,然而純CNC-H成膜性較差,膜強度較低,這與CNC-H的球形結(jié)構(gòu)有關(guān);CNC-L成膜性較好,30μm和60μm膜厚時拉伸強度分別為39.45 MPa和48.92 MPa,低于CNF膜;彈性模量較高,分別為6306.05 MPa和9313.63 MPa,較CNF膜有較大提升。(4)相比于純殼聚糖膜,酶解法納米纖維素與殼聚糖溶液共混流延制備的CS/CNC復(fù)合膜在某些性能上有所提升,CNC-L對復(fù)合膜機械性能提升較多,15%的CNC-L提高了膜拉伸強度54.04%,彈性模量提高335.8%;1%的CNC-H降低了復(fù)合膜透氣率14.1%,5%的CNC-H降低透氧率效果最好,降低了 40.9%。
【圖文】：

０１逡逑冷：。碌：逡逑塺逡逑圖１－２纖維素分子鏈形成氧鍵的模型斟１９］逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｍｏｄｅｌ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｈｙｄｒｏｇｅｎ邋ｂｏｎｄｉｎｇ邋ｏｆ邋ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ邋ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ逡逑１．２．２纖維素的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)逡逑纖維素結(jié)構(gòu)上實際上包含了葡萄糖高分子聚合物的單分子層，自組裝的纖維素晶體逡逑超分子層，纖維素晶體、無定形纖維素分子組成基元原纖并進一步自組裝成更大的原纖逡逑結(jié)構(gòu)層纖維素易于結(jié)晶和形成原纖結(jié)構(gòu)，原纖是一種細小伸展的單元，這種單元能構(gòu)逡逑成纖維素的生體結(jié)構(gòu)，并使長的分子鏈在某＿方向上聚集成束，由于原纖聚集的大小不逡逑２逡逑

0Ｈ邐Ｌ邐0Ｈ邐」（ｎ－２＞／２逡逑圖１－１．纖維素結(jié)構(gòu)圖［２］逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ逡逑維素中每一個分子鏈都擁有一個不對稱性分子軸：一端具有化學(xué)還原功能，另一端逡逑食有輕基，稱為非還原末端，鏈分子中的位于第２、第３、第６位碳原子上每個葡萄糖逡逑單元環(huán)上均有輕基（一０Ｈ），其中（：６位上的羥基為伯醇輕基，羥基上的氫原子極性很強，逡逑與另一輕h噬系綹盒院芮康難踉由系墓露緣繾酉嗷ノ梢孕緯篩醇餳淖饔昧﹀義嫌耄茫昂停茫孟啾群芐�，但纤维素的聚合洞_淺４螅喲罅康撓衛(wèi)，

本文編號：2589862