纖維素是地球資源中最常見(jiàn)、最廣布、原料最多元的天然高聚物材料之一,不僅安全無(wú)毒、可降解再生,而且性能優(yōu)異,被普遍認(rèn)為是未來(lái)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(wèn)題,因此本課題以市售纖維素粉為原料、LiCl/DMAc為溶劑,采用簡(jiǎn)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(guò)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(duì)薄膜的包裝性能進(jìn)行測(cè)試和評(píng)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(guò)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(zhǎng)鏈纖維溶解時(shí)還會(huì)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(jí)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(duì)RCs力學(xué)性、阻隔性、透明性和熱穩(wěn)... 

【文章來(lái)源】：江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

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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(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)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(guò)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(duì)ACCs強(qiáng)度的影響；2008年，唐文倩、吳宏武[67]通過(guò)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(duì)ACCs的增強(qiáng)性能優(yōu)于未改性苧麻纖維。近年來(lái)我國(guó)對(duì)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(guò)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(zhǎng)度、纖維濃度、熱壓參數(shù)等多項(xiàng)因素對(duì)復(fù)合膜力學(xué)性能的影響；游惠娟[70]對(duì)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(guò)熱壓成型制得ACCs，并探究了熱壓參數(shù)對(duì)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(duì)ACCs力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)的影響。國(guó)外學(xué)者對(duì)ACCs的研究較為深入，Ghaderi等[73]對(duì)自制的甘蔗渣納米纖維片進(jìn)行表面選擇性溶解來(lái)制備全纖維素納米復(fù)合材料（ACNC），溶解時(shí)間對(duì)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(duì)比了NFC和MCC兩種增強(qiáng)相對(duì)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(rùn)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(kāi)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(huì)影響溶劑對(duì)未溶纖維的進(jìn)一步溶劑化作用。攪拌速度對(duì)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(huì)出現(xiàn)未溶纖維素團(tuán)狀物，影響溶劑對(duì)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(guò)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(guò)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(zhǎng)變短、由粗變細(xì)，逐漸溶解，最

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超聲波輔助酸堿法提取蘆葦纖維素的研究[J]. 辛民岳,梁列峰.  武漢紡織大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(06)
[2]再生纖維素膜行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)分析[J]. 中國(guó)造紙雜志社產(chǎn)業(yè)研究中心.  中國(guó)造紙. 2019(11)
[3]高吸附量纖維素膜的制備及其對(duì)Pb2+的吸附性能[J]. 賀嬌嬌,楊興林,劉萌,王麗.  精細(xì)化工. 2020(02)
[4]菠蘿葉纖維素膜對(duì)青棗和鮮切菠蘿的保鮮效果研究[J]. 那廣寧,紀(jì)海鵬,李航,吳涵溪,劉倍汐,陳存坤,張銳.  食品研究與開(kāi)發(fā). 2019(17)
[5]LiCl/DMAc溶解再生甘蔗渣的表征分析與酶解特性[J]. 尹文潔,齊高相,王建輝,申渝,龔明波.  可再生能源. 2019(08)
[6]木質(zhì)素-木粉/高密度聚乙烯復(fù)合材料的制備及阻燃性能[J]. 楊鑫,李學(xué)敏,王奉強(qiáng),王偉宏.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2020(03)
[7]非衍生化溶劑體系制備再生纖維素膜及其性能研究[J]. 王澌潔,李怡,李丹,吳忠旋,蒲俊文.  中國(guó)造紙學(xué)報(bào). 2019(02)
[8]纖維素復(fù)合抗菌保鮮膜包覆對(duì)采后藍(lán)莓的保鮮效果[J]. 張群利,崔琳琳,鄭權(quán),鄔澤凱,丁云閃,覃懿琴,張佳俐,何美杉,陳鈞浦.  食品工業(yè)科技. 2019(19)
[9]TEMPO氧化纖維素納米纖絲對(duì)多壁碳納米管分散性的影響[J]. 吳波,邵發(fā)寧,何文,李惠勉,楊陽(yáng).  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2019(09)
[10]管材專用耐熱聚乙烯的動(dòng)態(tài)流變行為[J]. 王群濤,高凌雁,郭銳,王日輝,王雪梅,許平,石晶.  合成樹(shù)脂及塑料. 2017(04)

碩士論文
[1]再生纖維素基復(fù)合薄膜的制備及阻隔性研究[D]. 譚溫珍.西安理工大學(xué) 2019
[2]可降解纖維素基地膜的制備與性能研究[D]. 李輝.齊魯工業(yè)大學(xué) 2019
[3]廢舊黃板紙纖維在離子液體中的溶解行為及再生薄膜的制備和性能研究[D]. 徐銘梓.廣西大學(xué) 2019
[4]纖維素基生物降解塑料的制備及其性能研究[D]. 韓寧寧.鄭州大學(xué) 2019
[5]纖維素/堿尿素水溶液的制備與再生及其流動(dòng)行為特征研究[D]. 馬紅燕.華南理工大學(xué) 2018
[6]納米纖維素纖絲的改性及其應(yīng)用研究[D]. 鞏筱.江南大學(xué) 2018
[7]玉米秸稈纖維素膜的制備、結(jié)構(gòu)表征及在茶葉包裝中的應(yīng)用[D]. 趙昊.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[8]基于纖維素溶解工藝調(diào)控的全纖維素復(fù)合材料制備[D]. 曹靜.西南交通大學(xué) 2018
[9]纖維素膜微膠囊自修復(fù)技術(shù)研究[D]. 張路.東華大學(xué) 2018
[10]透明導(dǎo)電纖維素薄膜的制備及其在染料敏化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用[D]. 楊海洋.福建農(nóng)林大學(xué) 2017



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