纳米微晶纤维素-NaClO氧化淀粉的制备及其对纸张性能的影响

本研究在质量分数为30%的淀粉乳液中加入纳米微晶纤维素(NCC)与Na ClO于50℃恒温条件下制得NCC-NaClO氧化淀粉,并探究了NCC添加量对淀粉氧化程度的影响,再利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对氧化淀粉进行了表征,并探讨了氧化前后淀粉用作纸张表面施胶剂和浆内添加剂对纸张强度性能的影响。结果表明,添加NCC能有效提高淀粉的氧化效果,当NCC用量为0. 5%(以绝干淀粉质量计)时,NCC-NaClO氧化淀粉的羧基含量为1. 10%,NCC-NaClO氧化淀粉表面施胶量为2 g/m~2时,纸张表面接触角为82. 5°,可作为纸张表面施胶剂使用; NCC-NaClO氧化淀粉用量为0. 75%时,可明显改善纸张的强度性能。     

柚皮纳米微晶纤维素的制备及其用于改进羧甲基淀粉膜性能的研究

以柚皮纤维素为原料,采用硫酸酸解法制备柚皮纳米微晶纤维素,对纳米微晶纤维素的形貌、结晶结构进行表征分析,以复合膜表面形貌、力学性能、水蒸气透过率和透光率为指标,研究不同添加量柚皮纳米微晶纤维素对羧甲基淀粉膜性能的影响。研究发现：柚皮纳米微晶纤维素为长度为60~180 nm,直径为3~15 nm的棒状晶体;X-射线衍射表明其仍为纤维素I型结构;复合膜电镜图光滑平整;纳米微晶纤维素添加量为5%时,复合膜的拉伸强度较原膜提高最大（52.22%）;而随着纳米微晶纤维素的添加,复合膜的断裂伸长率呈下降趋势;当添加量为7%时,复合膜水蒸气透过率降低最大（23%）;纳米微晶纤维素的添加量大于3%时显著降低复合膜的透光率,但未改变原膜在不同波长下的透光率。因此,添加柚皮纳米微晶纤维素能有效改善复合膜的性能,制备出综合性能优良的羧甲基淀粉复合膜。     

纳米甘薯渣纤维素的添加对玉米淀粉可食性膜性能的影响

以水蒸气透过性、吸湿性、溶解性、抗拉强度和断裂伸长率为指标,研究纳米甘薯渣纤维素对玉米淀粉可食性膜性能的影响。结果表明:随着添加的纳米甘薯渣纤维素质量浓度的增大,玉米淀粉可食性膜的水蒸气透过性、吸湿性、溶解性和断裂伸长率逐渐减小,而抗拉强度逐渐增大。当纳米甘薯渣纤维素的质量浓度为0.4g/100mL时,膜的水蒸气透过率最小;当纳米甘薯渣纤维素的质量浓度为0.5g/100mL时,膜的吸湿性、溶解性和断裂伸长率最小,而抗拉强度最大。提示纳米甘薯渣纤维素的添加能有效改善膜的性能。     

花生壳纳米纤维素的制备与表征

本文以花生壳为原料,在氢氧化钠碱解和亚氯酸钠漂白预处理基础上,通过硫酸水解方法制备花生壳纳米纤维素。采用扫描电镜、透射电镜、红外光谱、X-射线衍射和热失重分析对花生壳纳米纤维素的表征进行研究。结果表明,通过碱解和漂白处理,花生壳半纤维素和木质素被大量去除,花生壳纤维素含量由43.84%增加到86.56%,纤维素直径为10~30μm;花生壳纳米纤维素呈棒状结构,长度为90~210nm,直径为5~25nm;花生壳纳米纤维素制备过程中纤维素结构并未遭到破坏;结晶度随制备过程逐渐增高,花生壳纳米纤维素结晶度为74.71%,呈典型的纤维素I型晶型;花生壳纳米纤维素的起始热分解温度较低,当温度达到500℃时,花生壳纳米纤维素的残余率大于30%。所制备的花生壳纳米纤维素有望在可降解复合材料中得到应用。     

玉米秸秆纳米纤维素-淀粉膜的制备工艺优化及性能分析

本研究利用玉米秸秆纳米纤维素、玉米秸秆淀粉等作为成膜基材,通过共混流延法制备玉米秸秆纳米纤维素-淀粉膜。通过单因素实验和正交试验,对制备的纳米纤维素-淀粉膜的性能进行测定,考察各成膜基材对纳米纤维素-淀粉膜的机械性能、透湿系数、透光率、水溶性和透氧系数的影响,最终确定成膜液最佳配方组合:淀粉10.0%（W/V）、纳米纤维素5.0%（W/V）、羧甲基纤维素钠1.6%（W/V）、甘油2.3%（V/V）。在最优工艺条件下制备的纳米纤维素-淀粉膜综合效果最佳,并测得性能指标,膜厚（0.063±0.050）mm,抗拉强度14.92 MPa,断裂伸长率64.75%,透湿系数为2.19×10?12 g·m/m2·s·Pa,透光率87.60%,溶解时间97.00 s,透氧系数2.75×10?14 cm3·cm/cm2·s·Pa。     

木薯淀粉对改善可食性羧甲基纤维素膜性能的研究

文中对木薯淀粉改善可食性羧甲基纤维素膜的性能进行研究。结果表明:随着木薯淀粉添加量的增多,羧甲基纤维素膜的抗拉强度和水溶性逐渐减小,而断裂伸长率和透明度逐渐增大,透油率变化不大。当木薯淀粉的添加质量在0%-15%内,随着木薯淀粉添加量的增大,膜的水蒸气迁移率逐渐减小,当添加量超过15%时,膜的水蒸气迁移率逐渐增大。综合膜的各项性能得出,木薯淀粉的添加量不宜超过15%。     

3种非木材原料制备纳米纤维素及其膜性能的比较

对蔗渣、芦苇、竹子3种典型的非木材原料进行蒸煮、漂白以及TEMPO氧化,以制备纳米纤维素和纳米纤维素膜。比较了由3种原料制备的纳米纤维素材料的热学性能、光学性能和力学性能。通过比较发现,由竹子制备的纳米纤维素材料的综合性能最好。竹子纳米纤维素的热稳定性最好,芦苇纳米纤维素次之,蔗渣纳米纤维素最低;竹子纳米纤维素膜的透明性最高,蔗渣纳米纤维素膜次之,芦苇纳米纤维素膜最低;竹子纳米纤维素膜的力学性能最好,其拉伸强度和杨氏模量分别为92.8 MPa和5945 MPa,芦苇纳米纤维素膜次之,其拉伸强度和杨氏模量分别为72.7 MPa和4780 MPa,蔗渣纳米纤维素膜最低,其拉伸强度和杨氏模量分别为68.4 MPa和3572 MPa。     

木薯纳米淀粉的制备及乳化性能研究

以木薯淀粉为原料,采用沉淀法制备木薯纳米淀粉,探究淀粉添加量、超声波振幅、乙醇体积分数、搅拌时间对纳米淀粉粒径的影响,同时分析了木薯纳米淀粉的基本特质和乳化性能。结果表明,淀粉添加量5%(质量分数)、超声波振幅70%、乙醇体积分数60%、搅拌时间15 min时,粒径最小为75.91 nm。核磁共振氢谱、扫描电镜、透射电镜分析表明,沉淀法成功制备木薯纳米淀粉,淀粉基本化学结构不变;与原淀粉相比,用纳米淀粉为乳化剂制备的Pickering乳液粒径较小,乳化活性、乳化稳定性及贮藏稳定性均得到显著提升。该研究结果可为木薯淀粉应用提供参考依据。     

纤维素纳米晶体虹彩膜的制备

纤维素纳米晶体（CNC）可形成具有虹彩现象的膜材料,但低强度降低了其光学应用价值。本研究以漂白阔叶木溶解浆为原料,采用硫酸法制得棒状CNC;以一级棉浆为原料,采用TEMPO氧化配合高压均质化处理制得长丝状纤维素纳米纤丝（NFC）。然后共混CNC和NFC制得具有较高抗张强度的共混虹彩膜。研究结果表明,当NFC与CNC配比为1∶1~2∶1时,NFC-CNC共混虹彩膜的抗张强度达到最佳值;且NFC-CNC共混虹彩膜的热稳定性优于纯CNC膜和纯NFC膜。     

花生壳纤维素纳米纤丝的制备及其在棉织物上的应用

以生物质材料花生壳粉为原料,采用化学结合机械处理工艺对花生壳进行加工来制备花生壳纳米纤维素。首先采用化学处理工艺将花生壳中的半纤维素和木质素全部去除,制备花生壳纯化纤维素。然后采用2,2,6,6-四甲基哌啶氧自由基(TEMPO)-NaClO-NaBr对纯化纤维素进行氧催化反应,用超声波对反应物进行解纤处理得到花生壳纤维素纳米纤丝,然后采用所得纳米纤丝构造粗糙结构,并与低表面能物质聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合到棉织物上,构造超疏水表面。运用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X-射线衍射仪(XRD)等手段对纤维素纳米纤丝和复合棉织物进行表征。结果表明：化学和机械处理对纤维素的基团特征没有太大影响,这表明化学结合机械法能够成功制得花生壳纤维素纳米纤丝,且其能成功在棉织物表面构造粗糙结构,与PDMS复合所得棉织物的表面水接触角最高可达152°。     

微晶纤维素的醚化改性及其在淀粉膜中的应用

为改善微晶纤维素（microcrystalline cellulose,MCC）在淀粉膜中的分散性,通过对MCC进行阳离子醚化改性,制得改性微晶纤维素（modified-microcrystalline cellulose,MD-MCC）,并对其化学结构、结晶性、热稳定性和微观形貌进行表征。采用溶液流延法制得淀粉-微晶纤维素复合膜（淀粉-MCC,淀粉-MD-MCC）,分别研究MCC和MD-MCC添加量对淀粉膜结构和性能的影响。结果表明,与MCC相比,MD-MCC的基本化学结构未改变,仍然保持纤维素的基本结构,但其结晶度和热稳定性略有降低,表面呈多孔结构。随着MCC和MD-MCC添加量的增加,淀粉膜的表面粗糙度增大,透光率和断裂伸长率降低,水接触角、水分含量和厚度增大,抗拉强度和水蒸气渗透系数先增加后减小。MD-MCC在淀粉膜中的分散性优于MCC,淀粉-MD-MCC复合膜的力学性能和阻水性能优于淀粉-MCC复合膜,其中MD-MCC添加量为5%时,复合膜具有最大的抗拉强度和阻水性能。     

酸酶法制备纳米豆渣纤维素

以富含纤维素的豆渣为原料,采用酸预处理粉碎后的豆渣,预处理条件为3 mol/L的HCl,水解温度100℃,水解时间120 min,HCl溶液添加量与原料比值为50∶1(mL∶g)。以酸预处理干燥后得到的样品作为纤维素酶水解的原料,通过单因素和正交实验,获得制备纳米纤维素的最佳酶解条件:酶用量3 000U/g,pH5.0,温度55℃,时间6 h,液料比20 mL/g。通过扫描电镜和透射电镜检测,制备出的纳米豆渣纤维素呈微球状,粒度为15～50nm。     

纳米微晶纤维素导电薄膜的制备及性能表征

探讨了利用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)改性的多壁碳纳米管(MWCNTs)制备纳米微晶纤维素(NCC)的导电薄膜。首先将NCC溶解在Na OH-尿素-水的混合体系中,然后向该体系添加改性的MWCNTs并经超声分散后刮膜成型,分别利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、万能材料试验机、紫外可见分光光度计和电导率仪表征导电薄膜的形貌结构及导电性能。结果表明,经MPS改性后的MWCNTs可在导电薄膜中获得良好的分散性能,当改性MWCNTs质量分数≤6%时,未在导电薄膜内观察到明显的团聚现象;改性MWCNTs的添加对NCC基材的化学结构影响并不明显;当改性MWCNTs质量分数为10%时,导电薄膜的结晶度可提高44. 8%,对于波长为200~550 nm的光线吸收能力均明显增强,抗张强度下降57. 8%。添加质量分数6%的改性MWCNTs的导电薄膜的电导率可达4. 66 mS/cm,但对应的电阻率仅为214. 6Ω·cm。     

Effect of Incorporation Nanocrystalline Corn Straw Cellulose and Polyethylene Glycol on Properties of Biodegradable Films

This work aimed to study the effect of nanocrystalline corn straw cellulose (NCSC) and polyethylene glycol (PEG) on the properties of biodegradable corn distarch phosphate (CDP) films. The mechanical properties and barrier properties were investigated. Meanwhile, the compatibility, crystallization, thermal stability, and morphological structure of the films were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FT‐IR), X‐ray diffraction (X‐RD), thermogravimetric (TGA), and scanning electron microscopy (SEM). In contrast with the CDP films, incorporation of NCSC in the films improved their tensile strength (TS) significantly, and incorporation of PEG improved their elongation at break (EAB) significantly else. PEG, CDP, and NCSC (P‐CDP/NCSC) blend films had the best barrier properties. The thermal stability of the films was increased by the incorporation of NCSC. X‐RD showed that CDP and NCSC (CDP/NCSC) films had higher crystallinity. SEM revealed that all films had smooth surface, while the films presented a uniform network structure through the incorporation of NCSC.     

戊二酸木薯淀粉酯的制备及理化性质研究

本文分别制备水相戊二酸木薯淀粉酯(AGAC)和醇相戊二酸木薯淀粉酯(EGAC),使用FT-IR、XRD和SEM进行微观表征,研究两种酯化淀粉的粘度、透明度、流变性、冻融稳定性和抗盐性等理化性质。微观表征的结果显示两种酯化淀粉分子中成功接入了戊二酸基团,两者的晶型均没有发生变化,其整体结构没有受到很大影响,布拉班德粘度仪分析结果表明AGAC的峰值粘度有所提高,同时糊化温度明显降低,EGAC的糊化温度降低,峰值粘度大幅度提高,但粘度稳定性没有提高。AGAC糊液和EGAC糊液的透明度、冻融稳定性和抗剪切力均强于原淀粉,而AGAC和EGAC抗盐性均低于原淀粉,即其热糊稳定性和抗盐性未得到改善。EGAC的透明度高于原淀粉,但低于AGAC;而冻融稳定性、抗剪切能力均略优于AGAC和原木薯淀粉,引入戊二酸基团后,木薯淀粉的透明度、冻融稳定性和抗剪切能力有一定程度的提高。     

抗菌性载银纳米微晶纤维素的制备及表征

以纳米微晶纤维素（NCC）为载体、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为分散剂,利用葡萄糖还原硝酸银以制备纳米银颗粒,得到载银纳米微晶纤维素溶液。利用紫外可见分光光度计、透射电子显微镜、X射线衍射仪对载银纳米微晶纤维素溶液进行表征。结果表明,由此体系制备的载银纳米微晶纤维素中纳米银颗粒平均粒径为10～20 nm,为晶体结构,且分散均匀。利用抑菌圈法对载银纳米微晶纤维素的抗菌性能进行检测,发现其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等均有较好的抑制作用。