聚乙烯醇/改性纳米纤维素晶体纳米复合薄膜的制备及性能

先用丁二酸酐对纳米纤维素晶体(NCC)进行表面羧基化改性,然后将改性NCC添加到聚乙烯醇(PVA)基体中制备PVA/改性NCC纳米复合薄膜,并进一步热处理制得交联PVA/改性NCC纳米复合薄膜。通过热重分析、差热分析、吸水实验和拉伸实验考察了改性NCC的添加量对薄膜性能的影响,以及加热交联对薄膜性能的影响。结果表明,与纯PVA薄膜相比,添加改性NCC后,薄膜的起始分解温度升高、结晶峰向高温方向移动,吸水率基本不变,力学性能对环境湿度敏感;热处理交联后,薄膜的起始分解温度继续升高、结晶峰也向高温方向移动,吸水率显著降低,力学性能不随环境湿度变化。     

纳米纤维素分散的高稳定性单片层黏土分散液的制备及其在透明柔性薄膜的应用

以天然的纳米纤维素（NFC）为分散剂,利用其亲水亲油的特性,将其用于剥离和分散片层黏土,成功攻克单片层黏土易发生絮聚的缺陷,高获得率制备出NFC分散的具有优异稳定性的单片层黏土分散液,并采用AFM和TEM对NFC和单片层黏土的形貌进行表征。最后,将单片层黏土分散体与NFC结合成功制备出一种高透明柔性薄膜。当单片层黏土含量为50wt%时,NFC/单片层黏土复合薄膜在600~800 nm波长下的透光率高达90%,且呈现较低的雾度。此外,该薄膜还具有优异的紫外阻隔能力,在紫外区能完全阻隔短波紫外线（UVC,波长为100~290 nm）,阻隔大部分中波紫外线（UVB,波长为290~320 nm）。NFC分散的具有优异稳定性的单片层黏土分散液的成功制备,将有助于拓展纳米黏土的应用领域及提高单片层黏土基复合材料的性能。     

聚苯胺包覆纤维素纳米晶/石墨烯复合电极材料的制备与性能EI北大核心CSCD

首先通过原位聚合的方法制备聚苯胺(PANI)包覆纤维素纳米晶(CNC)(CNC@PANI)纳米复合物,进而采用共混法制备CNC@PANI与rGO的复合电极材料(CNC@PANI/rGO)。研究不同苯胺与CNC的用量比对所得复合电极材料的结构形貌和电化学性能的影响。采用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱以及电化学工作站等测试手段对制备的复合电极材料的结构形貌、电化学性能进行分析表征。结果表明,PANI成功地包覆在CNC的表面,且PANI通过在CNC表面的包覆,可明显改善其分散性和比表面积,以及与石墨烯的复合效果。CNC@PANI-1/rGO复合电极材料在20mV/s扫描速率下的比电容可高达309F/g,远远高于PANI/rGO复合电极材料的155F/g。     

细菌纤维素/酚醛树脂复合透明薄膜的制备与性能

近年来石油基高分子透明薄膜的大量使用导致塑料污染问题日益严重,基于绿色环保材料制备综合性能优异的复合透明薄膜具有重要现实意义。纤维素因其绿色、环保、可再生、可持续的优点成为制备柔性复合透明材料的理想原料。本文将细菌纤维素(BC)浸渍于酚醛树脂(PF)溶液中,通过热压成型技术制备得到BC/PF复合透明薄膜,探究了酚醛树脂浓度和热压温度对BC/PF复合透明薄膜微观结构、光学性能、热稳定性、力学性能和浸润性能的影响规律。结果表明,相比于BC薄膜,BC/PF复合薄膜具有更致密的结构和更光滑的表面,透射率可达88%,力学强度、热稳定性、防水性能得到显著提高,BC/PF复合薄膜的干强度和湿强度分别是BC薄膜的2.2倍和3.4倍。本研究对于缓解塑料透明薄膜的污染和探究绿色透明薄膜的快速制备具有科学指导意义。     

高透明羧甲基纤维素/纤维素纤维复合薄膜的制备及其力学性能

针对传统电子器件衬底柔韧性差、不可生物降解的问题,研究了以羧甲基纤维素（CMC）和纤维素纤维为原料,结合抄纸和浸渍工艺,制备在柔性电子器件领域具有潜在应用的高透明CMC/纤维素纤维复合薄膜衬底。分别探究了CMC与北木纤维的配比和CMC分子量对薄膜透明度和力学性能的影响。研究了纤维素纤维的种类（北木、桉木、马尼拉麻和蔗渣纤维）对高透明CMC/纤维素纤维复合薄膜力学性能的影响。结果表明：CMC与北木纤维质量比为7∶3、CMC分子量为700 000时,所制备CMC/北木纤维复合薄膜的透明度为90%,拉伸强度约为111 MPa,耐折度达到2 526次。这种可生物降解、高柔韧性、高强度和高透明的CMC/纤维素纤维复合薄膜有望作为衬底用于构建下一代绿色、柔性电子器件,促进人类社会的可持续发展。     

纳米纤维素/CdS纳米复合光电材料的制备和性能

以NaClO2为主要氧化剂,使用氧化漂白桉木浆制备C-6位羧基含量为0.8mmol/g的TEMPO氧化纤维素,然后将其剪切为纳米纤维素(NCC)。再以NCC为基材,以无水氯化镉及硫化钠为前驱体,用声化学法制备了NCC/CdS纳米复合光电材料。用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)以及光电化学实验对复合材料的结构及性能进行表征。结果表明,大量CdS纳米粒子复合在NCC基材上形成NCC/CdS纳米复合材料,CdS晶粒为立方型晶体,大小为7.3nm。用NCC/CdS纳米复合材料形成的薄膜器件在可见光区域的透光率高达60%。这种复合材料可产生1.35μA的光电流,其光电转换效率为微晶纤维素/CdS复合材料的6倍。     

偏压对Cr-DLC纳米复合薄膜表面形貌和结构的影响EI北大核心

采用线性离子束混合磁控溅射技术制备Cr-DLC纳米复合薄膜,并研究了衬底负偏压对薄膜表面结构和性能的影响。薄膜的成分和结构分别利用EDX和XRD进行表征;薄膜经稀硫酸腐蚀前后表面形貌采用荧光显微镜和原子力显微镜进行了分析;同时,利用接触角测试仪和电化学阻抗对薄膜的亲水性和电化学进行了研究。结果表明:薄膜结构为无定形态,含有少量Cr元素。在零偏压(接地)条件下所制备的Cr-DLC膜,掺入的Cr金属团簇或Cr/C化合物部分镶嵌在无定形碳膜中,暴露在薄膜表面外。经稀硫酸腐蚀后,形成"凹坑"和"针孔"。表面粗糙度变大,接触角(亲水性)变小。电化学腐蚀表现出很强的纯阻抗性;而在偏压条件下制备的薄膜,在稀硫酸腐蚀前后,表面形貌没有明显的变化。同时,薄膜腐蚀前后接触角变化不大,表现出良好的抗电化学腐蚀性能。偏压对Cr-DLC纳米复合薄膜表面形貌的影响可能与DLC膜"亚表面植入"生长模式和薄膜自溅射有关。     

氧化纳米纤维素增强再生纤维素全纤维素复合薄膜的制备及性能

以2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物(TEMPO)氧化松木粉纳米纤维素(TOCNs)为增强相、α-纤维素粉制备再生纤维素(RC)为基体,采用溶胶-凝胶法制备氧化纳米纤维素增强再生纤维素(TOCNs/RC)全纤维素复合薄膜。对不同TOCNs添加量下TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的力学性能、光学性能、氧气阻隔性能和热稳定性能进行研究,并通过FTIR、SEM、TEM、XRD和流变仪对TOCNs和TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的结构、形貌及纤维素溶液流变性能进行表征。结果表明,TOCNs添加量对TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的力学性能有显著影响,当TOCNs添加量(与纤维素基体的质量比)为1.0%时,TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的拉伸强度和断裂能分别可达134.3 MPa和21.51 MJ·m?3,具有最佳的综合力学性能;TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的透光率随TOCNs添加量的增加而下降,雾度随TOCNs添加量的增加而增大,但仍保持较高的透光率(>85%)和较低的雾度(<14%);TOCNs/RC全纤维素复合薄膜还具有优异的氧气阻隔性,TOCNs添加量为1.6%时,其透氧系数仅为1.47×10?17cm3·cm/cm2·s·Pa。TOCNs/RC全纤维素复合薄膜有优于一般塑料薄膜的拉伸强度和氧气阻隔性,并有可媲美于塑料薄膜的透明度,可作软包装复合材料的强度层和阻隔层,在绿色高性能包装材料领域具有广阔的应用前景。      

纳米纤维素/氧化石墨烯/碳纳米管复合薄膜的制备及表征

以纳米纤维素(CNF)为分散介质,氧化石墨烯(GO)为增强介质,多壁碳纳米管(MWNT)为导电介质,机械搅拌后真空抽滤制备CNF/GO/MWNT复合薄膜,研究GO/MWNT含量对复合薄膜性能的影响,采用红外、Raman光谱、扫描电镜、透射电镜对薄膜的结构和形貌进行表征,采用动态力学分析、热重分析和电导率测试研究薄膜的力学性能、热性能和电性能。结果表明,薄膜的拉伸强度随GO含量的增加先增加后减小,薄膜电导率和耐热性随MWNT用量增加而增加,当CNF/GO/MWNT质量比为20/10/70时,复合薄膜性能最佳,薄膜的电导率达到236.07 S/m,拉伸强度为25.13 MPa,180~300℃区间材料的热失重为9.45%,最大热分解速率对应温度达到322.69℃。扫描电镜、透射电镜结果表明,GO在材料内部呈现规整结构,CNF能有效分散GO/MWNT,形成均匀分散液。     

油茶果壳氧化纳米纤维素-海藻酸钠复合薄膜的 制备及性能

以油茶果壳为研究对象,利用碱煮漂白法提取纤维素,并利用2, 2, 6, 6-四甲基哌啶-1-氧自由基（TEMPO）氧化法,制备TEMPO氧化纳米纤维素（TOCNs）,经离子交联法建立TEMPO氧化纳米纤维素与海藻酸钠（SA）的半互穿交联网络,制得综合性能优异的复合薄膜。对复合薄膜进行了结构表征,力学性能测试,热稳定性和阻氧性能测试。实验结果表明： TOCN/SA薄膜表面平整,有致密的内部层状结构,适量SA和TOCNs具有较好的相容性。当SA的掺杂质量分数达到42%时,TOCN/SA薄膜的断后伸长率较TOCN薄膜增长138.6%,氧气透过率降低15.55%,碳残余量较TOCN薄膜提高21.4%。因此,油茶果壳氧化纳米纤维素TOCN/SA复合薄膜,具有良好的力学性能和热稳定性,同时保持了较好的阻氧性能。     

具有自修复性能的纤维素纳米晶/聚氨酯复合材料的制备EI北大核心CSCD

在两步法制备聚氨酯弹性体的基础上,利用溶液共混的方法将纤维素纳米晶添加到热塑性聚氨酯弹性体中制备得到纤维素纳米晶/聚氨酯复合材料,并对复合材料的组成与结构、热力学及力学性能和自修复性能进行了表征。结果表明,与单纯的聚氨酯弹性体相比,纤维素纳米晶/聚氨酯复合材料表现出良好的力学性能,在纤维素纳米晶的质量分数为1%时,拉伸断裂强度和伸长率能够同时提高140%以上。同时,纤维素纳米晶/聚氨酯复合材料中存在的大量动态氢键赋予了材料优异的自修复性能,在50℃修复36h的样品断裂强度和伸长率分别可以达到5.4 MPa和1113%。     

玻璃固载TiO2/纳米纤维素复合薄膜的制备及其光催化性能

将微晶纤维素溶解于NaOH-尿素的低温溶液中形成纤维素溶液,在水浴中再生形成纳米纤维素溶液.然后将纳米纤维素溶液与TiO2(P25)混合,并添加少量的钛酸正丁酯作为交联剂形成复合溶液.将制备得到的复合溶液通过流延法固载到玻璃片表面形成玻璃固载的TiO2/纳米纤维素复合膜.通过SEM、XRD表征了复合膜的形貌与结构.将玻璃固载的TiO2/纳米纤维素复合膜在紫外光下进行光催化降解甲基橙(MO)以评估复合膜的光催化性能,研究了纳米TiO2含量对复合膜光催化性能的影响,复合膜的重复使用性能以及光降解的动力学过程.结果表明:复合膜对MO的光催化降解能力可达90％以上,与纯TiO2粉末相当,并重复使用3次光催化性能基本保持不变.复合膜对甲基橙的降解动力学符合一级动力学特征.当纳米TiO2相对于纤维素的质量分数为33.3％时,光催化活性最高,动力学速率常数为0.035min-1.     

热塑性淀粉/NCC纳米复合薄膜的制备及性能

先用硫酸水解微晶纤维素制得纳米纤维素晶体(NCC),再用溶液浇铸成膜法制得甘油塑化热塑性淀粉/NCC纳米复合薄膜,并考查NCC含量对纳米复合薄膜性能的影响.结果表明:当NCC含量小于9%时,拉伸强度和断裂伸长率均随NCC含量增加而增大,热稳定性也增强;当NCC含量增加到12%时,力学性能和热稳定性反而变差.添加不同含量NCC后,纳米复合薄膜的吸水率没有明显改变,透光率有所降低.     

木质素-纳米纤维素复合薄膜的制备及其紫外光屏蔽性能

由于臭氧层的破坏及塑料污染,研发具有紫外光屏蔽性能的纤维素基薄膜材料引起广泛重视.为实现紫外光屏蔽剂-木质素与纤维素均匀分散,提出了一种利用高压均质法来实现木质素颗粒及羧甲基化纤维均匀混合的方法,随后结合真空抽滤、热压干燥等工艺制得复合薄膜材料.实验中,对木质素-纳米纤维素(Lignin-CNF,L-CNF)复合膜的微...     

纳米纤维素-碳纳米管/热塑性聚氨酯复合薄膜的制备及应变响应性能

采用2,2,6,6?四甲基哌啶?1?氧自由基(TEMPO)氧化法制备了不同羧基含量的纳米纤维素(CNF),并将其用作碳纳米管(CNTs)的分散剂,通过超声、离心处理制备出稳定均一的CNF?CNTs分散液,然后通过朗伯?比尔定律测定CNF?CNTs分散液中CNTs的浓度,研究了不同CNF羧基含量对CNTs的分散效果。此外,利用静电纺丝法制备出柔性、多孔的热塑性聚氨酯(TPU)薄膜作为基体,以CNF?CNTs分散液作为导电填料,通过真空抽滤法将CNF?CNTs负载于TPU多孔膜上,制备出CNF?CNTs/TPU复合薄膜,并探究了不同CNF羧基含量对CNF?CNTs/TPU复合薄膜应变响应性能的影响规律。结果表明,羧基含量对CNF的分散性能具有重要影响。随着CNF羧基含量的提高,CNF对CNTs分散效果越好,CNF?CNTs/TPU复合薄膜具有更大的应变响应范围。当CNF羧基含量为1.698 mmol/g时,CNF?CNTs/TPU复合薄膜的应变响应范围高达507%,灵敏度系数为335,表现出优异的应变响应性能。      

生物可降解纤维素/聚乳酸复合薄膜的制备与性能

本文中基于低温离子液体平台,以纤维素和聚乳酸为主要原料通过溶液浇铸法制备了一种复合薄膜材料,采用动态力学分析(DMA)、X射线衍射(XRD)、热分析(TG/DSC)及扫描电镜(SEM)对其性能及结构进行了深入研究。研究结果表明,掺杂聚乳酸会提高复合薄膜的断裂伸长率及热稳定性能,但对其结晶结构无影响;通过SEM分析发现,在复合薄膜局部表面出现乳白色颗粒状物质,且不及纯纤维素薄膜表面平滑;经氯仿刻蚀处理后,薄膜表面更为粗糙且局部出现小孔状;与纯纤维素薄膜相比,复合薄膜具有良好的耐酸碱性能和生物可降解性能。     

聚丙烯酸钠/纳米纤维素晶体-g-聚丙烯酰胺复合高吸水性树脂的制备与表征EI北大核心CSCD

先用铈(Ⅳ)盐引发丙烯酰胺(AM)在纳米纤维素晶体(NCC)表面接枝聚合,接枝产物NCC-g-PAM可稳定地分散在丙烯酸钠/丙烯酸混合单体水溶液中,然后以N,N-亚甲基双丙烯酰胺作交联剂通过原位光聚合制得聚丙烯酸钠(PAANa)/NCC-g-PAM复合高吸水性树脂。用红外光谱、X射线衍射、元素分析等方法对NCC-g-PAM进行了表征,通过红外光谱、扫描电镜、溶胀实验考察了NCC-g-PAM的添加对高吸水性树脂结构、形貌和吸水性能的影响。结果表明,NCC-g-PAM中NCC的晶态结构未改变,聚丙烯酰胺(PAM)的含量为59.54%。PAANa/NCC-g-PAM复合高吸水性树脂具有丰富的网孔结构,NCC-g-PAM中的PAM链与PAANa基体间形成了氢键。与PAANa高吸水性树脂相比,PAANa/NCC-g-PAM复合高吸水性树脂的吸水倍率和吸水速率均有所增加,吸水倍率最高可达3000 g/g,是PAANa的3.2倍,吸生理盐水倍率最高可达139 g/g,是PAANa的2.5倍。     

纳米纤维素/聚乳酸复合包装薄膜的制备及表征

目的添加适量的纳米纤维素改善聚乳酸的脆性,以适应产品的包装。方法将聚乳酸(PLA)与纳米纤维素(CNFs)共混制备复合包装材料,测试该复合材料的力学性能、透光率、红外谱图,并用扫描电子显微镜(SEM)观察了复合包装材料的表面形貌。结果纳米纤维素添加到聚乳酸中增加了其力学性能,当纳米纤维素质量分数为2%时,拉伸强度和冲击强度都达到最大;随着添加CNFS比例的增大,CNFs/PLA复合薄膜材料的透光率随之降低,雾度随之升高,但是该薄膜作为包装材料对商品的可视性影响不大。结论纳米纤维素(CNFs)是具有一定长径比的纳米级线状材料,对材料的拉伸强度具有增强作用。     

玻璃固载TiO2/纳米纤维素复合薄膜的制备及其光催化性能

将微晶纤维素溶解于NaOH-尿素的低温溶液中形成纤维素溶液, 在水浴中再生形成纳米纤维素溶液。然后将纳米纤维素溶液与TiO₂(P25)混合, 并添加少量的钛酸正丁酯作为交联剂形成复合溶液。将制备得到的复合溶液通过流延法固载到玻璃片表面形成玻璃固载的TiO₂/纳米纤维素复合膜。通过SEM、XRD表征了复合膜的形貌与结构。将玻璃固载的TiO₂/纳米纤维素复合膜在紫外光下进行光催化降解甲基橙(MO)以评估复合膜的光催化性能, 研究了纳米TiO₂含量对复合膜光催化性能的影响, 复合膜的重复使用性能以及光降解的动力学过程。结果表明: 复合膜对MO的光催化降解能力可达90%以上, 与纯TiO₂粉末相当, 并重复使用3次光催化性能基本保持不变。复合膜对甲基橙的降解动力学符合一级动力学特征。当纳米TiO₂相对于纤维素的质量分数为33.3%时, 光催化活性最高, 动力学速率常数为0.035 min^-1。     

考虑隧道阻燃的纳米黏土/ATH复合改性沥青优化设计

为提高隧道沥青材料阻燃性能,选取不同类型纳米黏土(膨润土(OMMT)和层状双金属氢氧化物(LDH))和金属氢氧化铝(ATH)进行复掺制备复合改性沥青,并采用三大指标和极限氧指数(LOI)试验方法,对不同复合改性沥青的性能进行表征,在此基础上,利用综合指数法,通过多指标分析优选复合改性沥青的最佳配比,并采用热重(TG)测试方法,对优化的复合改性沥青的热解特性进行测试。结果表明,ATH/纳米黏土复合改性材料降低了沥青材料的针入度和延度并提高了其软化点,ATH/OMMT复合改性材料对沥青材料三大指标的影响程度高于ATH/LDH复合改性材料;与ATH单掺改性沥青相比,ATH/纳米黏土复合改性沥青的LOI值显著增大,两者表现出良好的协同阻燃作用,ATH/OMMT改性沥青的协同作用明显优于ATH/LDH改性沥青,而改性剂粒径对沥青性能的影响较小;基于综合指数分析方法,最终优选OMMT和ATH进行纳米复合改性沥青的制备,其中ATH掺量优选为10%,OMMT掺量为1%和3%(质量分数)。热重测试结果表明,复合改性沥青的热解成炭率显著提高,其成炭性与其阻燃性能具有良好的相关性。