纖維素是地球資源中最常見、最廣布、原料最多元的天然高聚物材料之一,不僅安全無毒、可降解再生,而且性能優(yōu)異,被普遍認(rèn)為是未來石油衍生材料的替代材料。目前纖維素基膜材料存在溶解條件苛刻、制備工藝復(fù)雜、綜合性能不佳等問題,因此本課題以市售纖維素粉為原料、LiCl/DMAc為溶劑,采用簡單的工藝使纖維素溶解,以制得的纖維素溶液為成膜液,通過優(yōu)化工藝、添加增強(qiáng)相制備纖維素基高性能包裝膜,并從多個(gè)方面對薄膜的包裝性能進(jìn)行測試和評估。主要研究成果如下:（1）基于LiCl/DMAc溶劑,研究了纖維素原料的溶解能力、溶解過程及流變性能。采用水-甲醇-DMAc活化以及1000r/min以上的攪拌速度使纖維素在相同時(shí)間內(nèi)溶解量最多,4g纖維素粉于常溫下高速攪拌40min便基本溶解,長鏈纖維溶解時(shí)還會出現(xiàn)泡狀和分絲帚化現(xiàn)象。纖維素溶液的黏度隨濃度呈指數(shù)級增加,隨剪切速率和振蕩頻率先輕微增加后急劇降低,為剪切變稀型流體。纖維素溶液的黏彈性隨振蕩頻率一直增加,整體呈彈性特性。（2）纖維素膜（RCs）采用溶解、澆鑄、凝膠、再生、干燥工藝進(jìn)行制備,研究了纖維粒徑、溶液濃度及凝膠時(shí)間對RCs力學(xué)性、阻隔性、透明性和熱穩(wěn)... 

【文章來源】：江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

纖維素的結(jié)構(gòu)：(a)纖維素的分子式；(b)纖維素的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)；(c)纖維素的主要物質(zhì)組成；(d)

第一章緒論9圖1-2ACCs的制備方法：(a)二步法；(b)一步法Figure1-2MethodsofACCspreparation:(a)two-stepmethod;(b)one-stepmethod自Nishino和Ginal提出兩種制備ACCs的方法以來，國內(nèi)外學(xué)者對ACCs都進(jìn)行了深入的研究。2006年，復(fù)旦大學(xué)陳欽[66]基于LiCl/DMAc體系通過二步法和一步法分別制備出兩種ACCs，并探究了纖維含量和溶解時(shí)間對ACCs強(qiáng)度的影響；2008年，唐文倩、吳宏武[67]通過擠出模壓工藝制備出改性苧麻纖維增強(qiáng)醋酸纖維的ACCs，結(jié)果顯示改性后的苧麻纖維對ACCs的增強(qiáng)性能優(yōu)于未改性苧麻纖維。近年來我國對ACCs的研究成果也逐漸增多，王瑋[68]以纖維素納米纖絲（NFCs）為增強(qiáng)相、二醋酸纖維為基體、丙酮為溶劑，通過澆鑄成型得到不同NFCs含量的ACCs；顧潮[69]以廢棄棉桿纖維為基體原料、棉桿皮纖維為增強(qiáng)相、BMIMCl為溶劑，采用熱壓成型和凝固浴再生工藝制備全纖維素復(fù)合材料，并探究纖維長度、纖維濃度、熱壓參數(shù)等多項(xiàng)因素對復(fù)合膜力學(xué)性能的影響；游惠娟[70]對兩種溶劑體系下纖維素的溶解工藝進(jìn)行優(yōu)化，采用一步法成功制出基于兩種溶劑體系的ACCs；徐偉鑫[71]以[BMIM]Cl為溶劑，部分溶解漢麻織物和水曲柳兩種天然纖維，通過熱壓成型制得ACCs，并探究了熱壓參數(shù)對ACCs結(jié)晶度和強(qiáng)度的影響；曹靜[72]以棉漿為原料、TBAH/DMSO為溶劑采用兩種方法制出ACCs，探究了溶解時(shí)間在一步法、CNFs添加量在二步法中對ACCs力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)的影響。國外學(xué)者對ACCs的研究較為深入，Ghaderi等[73]對自制的甘蔗渣納米纖維片進(jìn)行表面選擇性溶解來制備全纖維素納米復(fù)合材料（ACNC），溶解時(shí)間對ACNC強(qiáng)度有顯著性影響，溶解10min時(shí)的ACNC強(qiáng)度高達(dá)140MPa；Tanpichai[74]對比了NFC和MCC兩種增強(qiáng)相對ACCs的增強(qiáng)能力，結(jié)果表明NFC比MCC具有更好的

江南大學(xué)碩士學(xué)位論文16表2.4不同攪拌速度下纖維素的溶解量Table2.4Solubilityofcellulosewithdifferentstirringrates溶解量2g/100ml3g/100ml4g/100ml5g/100ml250r/min+-500r/min++-1000r/min++++1500r/min++++注：溶解量是指100mlLiCl/DMAc完全溶解活化纖維粉的克數(shù)，+為完全溶解，-為部分溶解，--為不溶解。纖維素經(jīng)溶劑活化處理后為濕潤的小塊狀，加入進(jìn)制好的LiCl/DMAc中溶解時(shí)，由于LiCl/DMAc溶解速度較快，若不能將纖維素在開始溶解前充分分散，部分纖維素溶解后，形成的具有一定黏度的溶液會影響溶劑對未溶纖維的進(jìn)一步溶劑化作用。攪拌速度對纖維素溶解量的影響如表2.4所示，當(dāng)攪拌速度較低時(shí)（≤500r/min），相同時(shí)間內(nèi)纖維素完全溶解的量較少，隨著溶液中纖維素含量增加，溶液黏度明顯增大，低速攪拌不足以使纖維素在溶劑中快速均勻分散，高纖維素含量的溶液中甚至還會出現(xiàn)未溶纖維素團(tuán)狀物，影響溶劑對纖維素的溶解。當(dāng)攪拌速度提高到1000r/min以上時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)纖維素完全溶解的量明顯增多，纖維素于高速攪拌下能在溶劑中均勻分散，并且能快速剝離未溶纖維表面的溶解部分[95]，增加溶劑與纖維素間的相互接觸與作用，因而明顯加快了纖維素的溶解。2.4.2纖維素的溶解過程(a)(b)(c)(d)(e)(f)圖2-1纖維素溶解不同時(shí)間的宏觀圖片：(a)5min；(b)10min；(c)15min；(d)20min；(e)25min；(f)40minFigure2-1Macrographsofcelluloseatdifferentdissolutiontime:(a)5min;(b)10min;(c)15min;(d)20min;(e)30min;(f)40min纖維素溶解過程的宏觀光學(xué)圖片和微觀顯微圖片如圖2-1和2-2所示。隨著溶解時(shí)間增加，溶液逐漸由模糊懸濁變得清亮透明，纖維由長變短、由粗變細(xì)，逐漸溶解，最

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3217453