基于納米纖維素的功能材料制備及其應用.pdf

1、纖維素作為自然界中儲存量最大而且分布最廣的天然高分子，是人類還未充分加以利用的寶貴的可再生資源。納米纖維素是近年來高效開發(fā)纖維素的方式之一，它具有著很多獨特的優(yōu)點，比如高結晶度和機械強度、較大的比表面積以及優(yōu)異的可生物降解性和生物相容性等，因此在醫(yī)藥緩釋、紙張制造、吸附催化以及能源材料等領域有著良好的應用前景。
　　本文首先以微晶纖維素（MCC）為原料，在水熱條件下采用鹽酸水解法制備出纖維素納米晶（CNCs）。通過透射電鏡表明，C

2、NCs呈現(xiàn)出長為200-300 nm、寬為10-50 nm的棒狀晶體結構。再將其作為納米顆粒穩(wěn)定劑來制備Pickering乳液，然后通過六亞甲基二異氰酸酯（HDI）和乙二胺在油水界面發(fā)生聚合而得到聚脲壁材的分散染料微膠囊。通過掃描電鏡和粒徑測試表明，分散染料微膠囊呈現(xiàn)出直徑為30μm左右的不規(guī)則橢圓狀球體；通過紅外測試表明，HDI已經完全反應；通過熱重分析表明，分散染料微膠囊的初始分解溫度為200℃，完全可以達到分散染料高溫高壓染色的要

3、求。最后將制備的分散染料微膠囊用于滌綸織物的高溫高壓染色，達到了優(yōu)良的染色性能。通過染色性能測試表明，分散染料微膠囊染色布樣的摩擦牢度和水洗牢度都好于常規(guī)分散染料染色的布樣，而且染色廢水的污染程度遠遠低于常規(guī)染色，實現(xiàn)了分散染料的無污染清潔染色。
　　另外，本文還采用羧基改性的纖維素納米線（CNF）為基材，通過溶膠凝膠和冷凍干燥的方法制備出了高機械強度的化學交聯(lián)的超吸水性CNF氣凝膠。通過透射電鏡表明，CNF呈現(xiàn)出直徑為10-30

4、 nm、長為幾微米甚至十幾微米的線狀結構。通過掃描電鏡表明，CNF氣凝膠內部為片狀纖維組成的多孔網絡結構，其中孔徑的大小在10-50μm之間，密度最低可以達到7.55 mg.cm-3，孔隙率可以高達99％以上。通過比表面積測試表明，CNF氣凝膠還具有較大的比表面積（9.35 m2.g-1）。通過吸水性能測試表明，這種化學交聯(lián)的纖維素氣凝膠具有優(yōu)越的吸水性能和循環(huán)使用性能，它們的吸水值最高可以達到107g.g-1，而且至少能夠循環(huán)使用20