本文關(guān)鍵詞：納米纖維素的疏水改性及其在制漿造紙中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：全世界范圍內(nèi)都面臨的嚴峻的環(huán)境問題和資源缺乏問題，讓人們更加注重纖維素的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用。納米纖維素作為一種環(huán)保型材料，因其具有許多獨特的優(yōu)良特性，受到各領(lǐng)域研究者的關(guān)注。納米纖維素親水性很強，，它們和非極性有機基質(zhì)不能均勻混合，這極大地限制了納米纖維素應(yīng)用范圍。為了拓展納米纖維素的應(yīng)用范圍，需要對納米纖維素進行疏水改性。本文采用不同木質(zhì)纖維素原料制備納米纖維素，利用疏水試劑對其進行改性，并研究其在制漿造紙中的應(yīng)用。 采用TEMPO/NaBr/NaClO催化氧化體系并輔助超聲分散的方法，分別以溶解漿（DSP）、漂白硫酸鹽針葉木漿（KP）和楊木堿性過氧化氫機械漿（APMP）為原料，制備納米纖維素。并利用傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）、Zeta電位測定儀、X射線衍射分析儀（XRD）、原子力顯微鏡（AFM）、萬能拉力機等對不同原料制備出的納米纖維素的羧基含量、聚合度、表面電荷量、結(jié)晶度、結(jié)晶尺寸、形貌、粒徑分布以及制備的纖維素膜表面粗糙度和強度等性能進行了表征與分析。研究結(jié)果表明，經(jīng)過氧化和超聲處理，制備出的納米纖維素的氧化度、聚合度、電荷量以及納米粒子的結(jié)晶尺寸、形貌等都有很大區(qū)別。隨著次氯酸鈉用量增加，纖維素的的羧基含量快速增加；與原料相比，納米纖維素的平均聚合度明顯降低；經(jīng)過TEMPO/NaBr/NaClO氧化體系氧化后，纖維素表面生成大量羧基，懸浮液的Zeta電位的電負值增加；經(jīng)過TEMPO氧化超聲處理后，KP、APMP和DSP三種原料的結(jié)晶指數(shù)均有所增加，纖維的晶體尺寸均稍有降低。 以溶解漿制備的納米纖維素為原料用十八烷基胺（ODA）通過靜電吸附作用和納米纖維素形成絡(luò)合物，得到疏水改性的納米纖維素。通過以不同的羧基/胺基比例改性，得到疏水程度不同的納米纖維素，并通過FTIR、XRD、元素分析、動態(tài)接觸角和熱重分析等手段對疏水納米纖維素的性質(zhì)進行檢測。檢測結(jié)果表明，該種疏水改性方法在保留納米纖維素結(jié)晶度的情況下可以對纖維素表面的羧基完全取代，因此納米纖維素的疏水程度得到很大提高，另外，疏水納米纖維素的熱分解溫度也稍有提高。 將納米纖維素用作紙頁的漿內(nèi)添加劑和表面涂布劑，并檢測加入前后紙頁的抗張指數(shù)、撕裂指數(shù)、白度、透氣度、施膠度等物理性能參數(shù)，比較作用前后紙頁的性質(zhì)變化，也比較兩種作用方法對紙頁性能改善的情況。研究結(jié)果表明：漿內(nèi)添加時，納米纖維素可以將紙張抗張指數(shù)提高51%，而疏水產(chǎn)物不會提高紙頁的抗張指數(shù)；添加改性納米纖維素會降低紙頁的白度；根據(jù)加入的納米纖維素的量不同，紙頁的透氣度會有不同程度的降低；納米纖維素的加入會增加紙頁的撕裂指數(shù)，且少量添加會更利于撕裂指數(shù)的提高；疏水改性納米纖維素可以提高紙頁的施膠度，且改性比越大的改性納米纖維素對紙頁施膠度提高越大，1:4改性納米纖維素加入量為10%時紙頁的施膠度提高了5.6倍。相對于漿內(nèi)添加，用疏水納米纖維素作為紙頁的表面施膠可以更大幅度提高紙頁的施膠度，且對紙頁白度的影響不明顯。
【關(guān)鍵詞】：TEMPO/NaBr/NaClO體系 納米纖維素 疏水納米纖維素 施膠
【學(xué)位授予單位】：齊魯工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TS72
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 緒論12-26
• 1.1 天然纖維素資源12-14
• 1.1.1 簡介12-13
• 1.1.2 纖維素的應(yīng)用13-14
• 1.2 纖維素纖維的結(jié)構(gòu)與破壞14-16
• 1.2.1 纖維素纖維的結(jié)構(gòu)14-15
• 1.2.2 纖維素結(jié)構(gòu)的破壞15-16
• 1.3 納米纖維素的制備方法16-21
• 1.3.1 生物制備法16
• 1.3.2 化學(xué)制備法16-17
• 1.3.3 機械制備法17-21
• 1.4 納米纖維素的表面改性21-22
• 1.5 納米纖維素的應(yīng)用22-24
• 1.6 論文的研究目的、意義和內(nèi)容24-26
• 1.6.1 研究的目的和意義24
• 1.6.2 主要研究內(nèi)容24-26
• 第2章 TEMPO/NaBr/NaClO 氧化木質(zhì)纖維素制備納米纖維素26-46
• 2.1 試驗部分26-30
• 2.1.1 原料26
• 2.1.2 儀器及設(shè)備26-27
• 2.1.3 TEMPO 氧化制備納米纖維素27
• 2.1.4 表征方法27-29
• 2.1.5 納米纖維素膜制備29
• 2.1.6 納米纖維素膜分析29-30
• 2.2 結(jié)果與討論30-44
• 2.2.1 次氯酸鈉用量對納米纖維素羧基含量的影響30-31
• 2.2.2 次氯酸鈉用量對聚合度的影響31-33
• 2.2.3 次氯酸鈉用量對 Zeta 電位的影響33-34
• 2.2.4 纖維素結(jié)晶度的變化34-36
• 2.2.5 FT-IR 分析36-38
• 2.2.6 納米纖維素的形貌觀察38-40
• 2.2.7 納米纖維素膜40-44
• 2.3 本章小結(jié)44-46
• 第三章 納米纖維素的疏水改性46-56
• 3.1 試驗部分46-49
• 3.1.1 原料46
• 3.1.2 儀器及設(shè)備46-47
• 3.1.3 實驗方法47
• 3.1.4 表征方法47-49
• 3.2. 結(jié)果與討論49-55
• 3.2.1 十八烷基胺在纖維素表面的結(jié)合49-51
• 3.2.2 取代度51-52
• 3.2.3 X-射線衍射分析52-53
• 3.2.4 接觸角53-54
• 3.2.5 熱重分析54-55
• 3.3 小結(jié)55-56
• 第4章 疏水納米纖維素在制漿造紙中的應(yīng)用56-64
• 4.1 試驗部分56-58
• 4.1.1 原料56
• 4.1.2 儀器及設(shè)備56-57
• 4.1.3 試驗方法57-58
• 4.2 結(jié)果與討論58-63
• 4.2.1 改性前后納米纖維素對紙頁強度的影響58-59
• 4.2.2 改性前后納米纖維素對撕裂指數(shù)的影響59-60
• 4.2.3 改性前后納米纖維素對透氣度的影響60-61
• 4.2.4 改性前后納米纖維素對白度的影響61-62
• 4.2.5 納米纖維素的表面施膠對紙張性能的影響62-63
• 4.3 本章小結(jié)63-64
• 第5章 全文總結(jié)64-68
• 5.1 論文內(nèi)容的總結(jié)64-65
• 5.2 論文的創(chuàng)新之處65-66
• 5.3 對下一步工作的建議66-68
• 參考文獻68-78
• 致謝78-80
• 在學(xué)期間主要科研成果80
• 一、發(fā)表學(xué)術(shù)論文80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

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  本文關(guān)鍵詞：納米纖維素的疏水改性及其在制漿造紙中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：359758