發(fā)布時(shí)間：2021-07-02 13:00

　　纖維素是地球上最為豐富的生物聚合物。納米纖維素是纖維素經(jīng)納米化后所形成的產(chǎn)物,具有強(qiáng)度高、生物相容性好、可再生、可降解等優(yōu)異性能,應(yīng)用前景廣泛。由常規(guī)方式制備納米纖維素存在能耗高、效率低、產(chǎn)物長(zhǎng)徑比小和易團(tuán)聚等問(wèn)題,限制了其在基體材料、儲(chǔ)能材料、包裝材料和增強(qiáng)材料等眾多領(lǐng)域的應(yīng)用。本文采用TEMPO氧化法制備了納米纖維素,研究了堿預(yù)處理對(duì)納米纖維素制備的影響,將納米纖維素與聚乙烯醇（PVA）結(jié)合制備了高性能和環(huán)境友好型生物質(zhì)基復(fù)合膜。具體研究?jī)?nèi)容如下:（1）以落葉松紙漿為原料,采用TEMPO-NaBr-NaClO催化氧化體系配合機(jī)械處理制備了納米纖維素,所得納米纖維素以纖維素納米纖絲（TOCN）形式存在,直徑為5-10 nm,長(zhǎng)度可達(dá)幾微米,分散性良好。該方法制備的TOCN得率為76.6%,羧基含量為0.91 mmol/g,仍然保持了纖維素Ⅰ型結(jié)晶結(jié)構(gòu)。（2）采用單因素實(shí)驗(yàn)法研究NaOH預(yù)處理?xiàng)l件對(duì)紙漿纖維素形貌、結(jié)晶結(jié)構(gòu)以及后續(xù)氧化程度的影響。研究得出最佳預(yù)處理?xiàng)l件為:NaOH濃度7%,預(yù)處理時(shí)間12 h,預(yù)處理溫度23℃。XRD結(jié)果表明經(jīng)過(guò)NaOH預(yù)處理的紙漿纖維素仍然保持了纖維素... 

【文章來(lái)源】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)??

的針棒狀形態(tài)，直徑在納米??級(jí)，長(zhǎng)度通常在１００－５００ｎｍ范圍內(nèi)。而ＣＮＦｓ是直徑為納米級(jí)、長(zhǎng)度為微米級(jí)的柔??性長(zhǎng)纖維［＂］。納米纖維素材料的最終特征、性質(zhì)和產(chǎn)率取決于所用的纖維素來(lái)源和??制備條件。在ＣＮＣｓ和ＣＮＦｓ的文獻(xiàn)中使用了各種術(shù)語(yǔ)，導(dǎo)致納米纖維素的定義含??糊不清，其中包括纖維素納米晶須、纖維素微晶、纖維素納米晶體、纖維素納米纖??絲和纖維素微纖絲［１４１５］。最近，紙漿和造紙工業(yè)技術(shù)協(xié)會(huì)（ＴＡＰＰＩ）提出了基于納米??纖維素大小的纖維素納米材料的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)及其定義，如圖２所示。??Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ??ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌ??？??Ｎａｎｏ－?Ｎａｎｏ？??ｏｂｊｅｃｔｓ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ??Ｖ?１，?ｙ?＼???Ｊ??．?ＩＴＴ?．?ｉｚｊｚｒ－－，??■＇？＾ｌｌｕｌｏｓｅ?＂１?Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌ?ｒＣｅｌｌｕｌｏｂ－?ｉｆｂｒｉｉ＇＇??ｎａｎｏｆｉｂｅｒ?（ＣＭＣ）?（ＣＭＦ）??Ｌ??＿?？?Ｊ?ｗｉｄｔｆｒ?１０－１５?ｕｍ?－?ＵＤ?＜?２?ｗｉｄｔｈ：?１０－１００?ｎｍ??Ｉ???＾＾??（＾ｌｅｎｇｔｈ：?０．５－５０?ｕｍ?＾??Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌ?Ｉ＾Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｎａｎｏｆｉｂｒｉｌ??（ＣＭＣ）?｜?（ＣＮＦ）??ｗｉｄｔｈ：?３－１０?ｎｍ?－?Ｌ?Ｄ?＞５?！?ｗｉｄｔｈ：?５－３０?ｎｍ?－?ＵＤ?＞?５０??ｖ?Ｊ、、?／??圖２纖維素納米材料的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)［１６］??Ｆｉｇ．２?Ｓｔａｎｄａｒｄ?ｔｅｒｍｓ?ｆｏｒ?ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｎａｎｏｍａｔ

■?ｊ?｜?．．．．?Ｉ，．．??ｒ＊￣—－＞?－????—??????二—１?????？?Ｖ＇—?■？．?－?＇?ｗ－一?，???—?—、????－????ｒ———???．?＿?，?ｖ＂１｝?ｊ???－－?－?「、ｒ????．．．．．．．．．?１—．?——?？?ｌ．——??????ｊ??＾???—ｊ，－ｊ－?－?－?－?——－——??ｔｌ三＿：ｒＴ：ｖ．ｕ＿ｉ３ｔＩ＾；ｆｃｒｒｒ？，＿：）＿：－：：丨二?＇ｒ??圖３?ＣＮＣ的制備原理??Ｆｉｇ．３?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ＣＮＣ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ??１．１．２．３生物法??通過(guò)微生物合成制備得到的纖維素被稱(chēng)為細(xì)菌纖維素（ＢＮＣ）。細(xì)菌纖維素的??結(jié)構(gòu)會(huì)隨著培養(yǎng)條件和菌株類(lèi)型而發(fā)生變化［３１］，其物理和化學(xué)性質(zhì)類(lèi)似于天然纖維??素，相比于天然植物纖維素，ＢＮＣ具有超細(xì)的網(wǎng)狀纖維結(jié)構(gòu)，而且不含有與植物纖??維素伴生的木素、果膠和半纖維素等［３２?３３］。？狀丨〇＾也？等［３４］以生物柴油和糖果行業(yè)的??廢物和副產(chǎn)品為原料制備了?ＢＮＣ。吳周新等Ｍ以椰子水作為木醋桿菌的培養(yǎng)基制備??了?ＢＮＣ，研究了培養(yǎng)時(shí)間、培養(yǎng)方式和培養(yǎng)基初始ｐＨ值對(duì)ＢＮＣ的影響，最終制備??得到了直徑約１００?ｎｍ，近似為球形的ＢＮＣ。??１．１．３納米纖維素的應(yīng)用??納米纖維素由于可再生、可降解、生物相容性好、無(wú)細(xì)胞毒性，且具有比表面??積大、強(qiáng)度高等優(yōu)勢(shì)，因而在造紙工業(yè)、食品工業(yè)、電子產(chǎn)品、航空航天、生物醫(yī)??學(xué)以及納米復(fù)合材料等領(lǐng)域均能得到廣泛應(yīng)用Ｍ。吳駿［３７］將納米纖維素與聚乳酸復(fù)??合，所得復(fù)合材料的力學(xué)性能

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]淀粉-聚乙烯醇復(fù)合薄膜的制備及保鮮效果研究[J]. 李菲,王保營(yíng),王瑞豐.  現(xiàn)代牧業(yè). 2018(04)
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[3]我國(guó)聚乙烯醇生產(chǎn)技術(shù)研究新進(jìn)展[J]. 燕豐.  乙醛醋酸化工. 2017(10)
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[7]我國(guó)生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的問(wèn)題及解決對(duì)策[J]. 潘煉峰,吳辰鐘.  經(jīng)營(yíng)與管理. 2017(02)
[8]聚乙烯醇膜的交聯(lián)改性與應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 郝建文,戴晨偉,吳亮.  化工新型材料. 2017(01)
[9]納米纖維素的制備及其復(fù)合材料的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 張思航,付潤(rùn)芳,董立琴,顧迎春,陳勝.  中國(guó)造紙. 2017(01)
[10]納米纖維素的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 樂(lè)志文,凌新龍.  成都紡織高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào). 2016(04)

博士論文
[1]TEMPO氧化法納米纖維素及其復(fù)合膜的制備和性能研究[D]. 戴磊.江南大學(xué) 2015

碩士論文
[1]納米纖維素/氧化石墨烯/聚乙烯醇復(fù)合膜制備及性能[D]. 謝元仲.東北林業(yè)大學(xué) 2016
[2]聚乳酸/納米纖維素復(fù)合材料的制備及其性能研究[D]. 吳駿.東華大學(xué) 2016
[3]聚乳酸基可降解多層復(fù)合膜及其在冷鮮肉包裝中的應(yīng)用[D]. 王爽爽.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[4]聚乙烯醇復(fù)合材料的制備及其性能研究[D]. 李佳佳.西北師范大學(xué) 2014
[5]納米纖維素/聚乙烯醇復(fù)合材料的研究[D]. 胡月.南京林業(yè)大學(xué) 2012



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