纳米纤维素的疏水改性及应用研究进展

纳米纤维素作为一种性能优越的可再生纳米材料，应用前景极为广阔。然而，由于纳米纤维素结构上富含羟基，使其具有极强的亲水性，严重影响了纳米纤维素的疏水性能，并且在一定程度上限制了其在复合材料领域的应用。综述了纳米纤维素疏水改性的研究进展，从物理吸附、表面化学修饰（甲硅烷化、烷酰化、酯化等）、聚合物接枝共聚3个方面简述了目前应用较为广泛的疏水化改性方法，并对疏水纳米纤维素在包装材料、造纸、水净化等方面的应用现状进行了总结。最后对疏水改性纳米纤维素的未来发展进行了展望，旨在为疏水纳米纤维素的研究和应用提供参考。     

双重动态共价键交联纳米纤维素导电水凝胶及其柔性传感器

自愈合导电水凝胶因其良好的自愈合性能与导电性能,在柔性可穿戴设备中具有巨大的应用前景。以4-甲酰基苯硼酸（Bn）交联聚乙烯醇（PVA）和聚乙烯亚胺（PEI）构建基于硼酸酯键和亚胺键的双重动态交联水凝胶网络,引入聚吡咯修饰的纤维素纳米纤维（PPy@CNF）构建了具有良好自愈合和导电性的PBP-PPy@CNF纳米复合水凝胶。结果表明,当PPy@CNF的质量分数为0.8%时,水凝胶的力学性能最佳,其最大应力可达6.65kPa,断裂拉伸应变可达2080%,电导率为2174μS/m。基于该水凝胶的电阻式传感器具有良好的稳定性和重复性,在应变检测范围0~800%内,灵敏因子GF可分为三个线性响应区域,分别是0~200%（GF₁=2.82）、200%~600%（GF₂=7.15）和600%~800%（GF₃=12.85）,该传感器能有效检测人体不同部位的运动,可应用于可穿戴传感设备。     

TEMPO氧化纳米纤维素的制备及其对纸张性能的影响

以漂白桉木浆和废报纸为原料,利用2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)/NaBr/NaClO氧化体系对其进行处理制备氧化纳米纤维素,并探究两种氧化纳米纤维素添加量对纸张性能的影响。研究结果表明:桉木浆氧化纳米纤维素的平均纤维长度约为75~95 nm,长径比约为6.5~8.5,均高于废报纸氧化纳米纤维素(45~75 nm,4~6)。添加桉木浆氧化纳米纤维素和废报纸氧化纳米纤维素均可使纸张抗张指数、耐破指数和撕裂指数增加。添加6%桉木浆氧化纳米纤维素时,纸张抗张指数由21.16(N·m)/g增加至31.37(N·m)/g,耐破指数由1.32(kPa·m^(2))/g增加至1.84(kPa·m^(2))/g,撕裂指数由6.61(mN·m^(2))/g增加至8.03(mN·m^(2))/g;添加6%废报纸氧化纳米纤维素时,纸张抗张指数由21.16(N·m)/g增加至27.22(N·m)/g,耐破指数由1.32(kPa·m^(2))/g增加至1.79(kPa·m^(2))/g,添加4%废报纸氧化纳米纤维素,纸张撕裂指数由6.61(mN·m^(2))/g增加至8.12(mN·m^(2))/g,可见,添加桉木浆氧化纳米纤维素效果更佳。添加1%阳离子淀粉,有助于两种氧化纳米纤维素对纸张强度的提高,其中桉木浆氧化纳米纤维素可使抗张指数最大提高51.09%,耐破指数提高50.00%,撕裂指数提高27.62%。     

一锅法制备纳米纤维素及其性能研究

采用一种操作简单、绿色环保的以对甲苯磺酸为催化剂对竹纤维进行水热处理制备纳米纤维素(NCC)的方法。考察了反应时间、反应温度和超声作用对纳米纤维素得率和性能的影响。结果表明,在反应温度110℃、反应时间45 min、超声时间120 min的条件下,纳米纤维素得率最高。     

Polylactide latex/nanofibrillated cellulose bionanocomposites of high nanofibrillated cellulose content and nanopaper network structure prepared by a papermaking route

Previous attempts to use polylactide (PLA) latex particles and nanofibrillated cellulose (NFC) in papermaking processing have been limited to low NFC content. In the present study, a bionanocomposite material was successfully produced using a PLA latex and NFC. The components were mixed using a wet mixing method and bionanocomposite films were made by filtration followed by hot pressing. In composite materials, the dispersion of the reinforcing component in the matrix is critical for the material properties. Biopolymers such as PLA are non-polar and soluble only in organic solvents; NFC is, however, highly hydrophilic. By utilizing latex, i.e., an aqueous dispersion of biopolymer micro-particles, wet mixing is possible and the problem of aggregation of the hydrophilic nanocellulose in organic solvent is avoided. The properties of the resulting NFC/PLA latex bionanocomposite films were analyzed. Thorough blending resulted in good dispersion of the reinforcing component within the matrix. Adding increasing amounts of NFC improved the Young's modulus, tensile strength, and strain at break of the bionanocomposite material. The increase in the tensile properties was linear with increasing NFC content as a result of the good dispersion. The NFC also improved the thermal stability of the bionanocomposite material. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2012     

纳米纤维素的制备及应用

介绍了机械法制备微纤化纤维素(MFC)和化学法、生物法制备纳米微晶纤维素(NCC)及纳米纤维素在制浆造纸领域的潜在应用,并对纳米纤维素未来研究重点进行了总结。     

超级电容器中纳米纤维素基电极的研究进展

纳米纤维素机械强度高、密度低且表面含有可化学改性的羟基官能团,可作为组装高性能超级电容器电极的优选材料。本文综述了纳米纤维素与导电聚合物、过渡金属氧化物等活性材料制备超级电容器软材料和碳基复合电极的机理,对冷冻干燥、碳化、原位聚合、过滤、涂覆等组装方法进行了详细讨论,并对纳米纤维素基电极的机械性能和电化学性能进行了对比和分析。最后,对纳米纤维素基电极在超级电容器中的应用前景进行了展望。     

低共熔溶剂在纳米纤维素制备中的应用和研究进展

低共熔溶剂(DES)是由氢键供体和氢键受体混合而成的具有低熔点的混合物,作为一种绿色溶剂,DES在化学、材料、生物催化和生物质精炼等领域有着广泛的应用前景。由于DES可以使纤维素润胀,并减弱纤维素分子链之间的氢键结合,所以DES可以被应用于纳米纤维素的制备。而且DES容易回收和回用,可以使纳米纤维素的制备过程清洁、无污染。本文综述了DES法制备纳米纤维素的原理、工艺和研究进展,并讨论了DES法制备纳米纤维素需要注意的问题。     

煅烧土/纳米纤维素协同二氧化钛加填对装饰原纸性能的影响

以3种不同性能煅烧土取代20%二氧化钛用于装饰原纸的加填,并分析了对装饰原纸性能的影响;以6%纳米纤维素对二氧化钛进行高速预分散,并分析了纳米纤维素-二氧化钛预分散体加填对装饰原纸性能的影响。结果表明,高吸油煅烧土因为具有较高的比表面积和吸油值,可以改善浆料的滤水性能和纸张的遮盖性能,缺点是会降低纸张抗张强度。利用6%纳米纤维素对二氧化钛进行高速预分散并用于纸张加填,填料留着率从未预分散时的65%左右提高至73%左右,装饰原纸的遮盖性能也有所提高,特别是湿遮盖性能,装饰原纸的湿不透明度从未预分散时的84.1%~84.5%提高至86.5%~88.0%。纳米纤维素的存在促进了纸浆纤维结合,使纸张的透气性能明显降低。