疏水化改性纳米纤维素的制备及应用研究进展

综述了疏水化改性纳米纤维素的研究进展,从表面吸附改性、对表面羟基化学改性和接枝共聚改性3个方面论述了对纳米纤维素的疏水化改性研究,介绍了疏水改性纳米纤维素及其衍生物在乳液和泡沫稳定方面以及在造纸、气凝胶和膜材料领域中的应用,并对其发展进行了展望,为其广泛应用提供了参考。     

纳米纤维素膜疏水化改性研究进展

近些年来,以纳米纤维素为原料制备出的柔性透明薄膜,因其优异的机械性能、可再生性、生物相容性等,在新型包装材料、透明电子元器件基底等领域展现出巨大的应用价值。然而在潮湿环境下,纳米纤维素膜如何维持高的机械性能,成为其在高附加值领域应用中一个重要又易被忽视的问题。先阐述了纳米纤维素膜以及天然亲水性对其隔绝和机械性能的影响,接着从化学改性、物理吸附、共混交联三种改性方法入手,综述了近些年来纳米纤维素膜疏水改性的研究与进展,以及不同改性方式对膜材料应用性能的影响。     

纤维素气凝胶及其疏水改性研究进展

纤维素气凝胶具有的低密度(≥8 kg/m~3)、低热导率(0.0201~0.0295 W/m·K)、高孔隙率(≤99.5%)、高比表面积(100~605 m~2/g)等使其在隔热、吸附、催化、储能等领域应用广泛,是多功能、轻质、纳米多孔材料。纤维素表面存在大量的羟基,氢键和亲水性使纤维素气凝胶在吸附油污等应用受限。利用三甲基氯硅烷(TMCS)、十八烷基三氯硅烷(OTS)等进行纤维素气凝胶的疏水改性,拓展其应用范围。     

纳米纤维素构建超疏水材料研究进展

纳米纤维素表面富含活性羟基,具有高度的亲水性和吸水性,这在很大程度上成为影响纳米纤维素在工业上大规模应用的主要因素。对纳米纤维素表面的活性羟基进行化学修饰提高其疏水性,日益成为国内外学者研究的热点。本文在简要阐述超疏水材料基本特征和制备方法的基础上,对比了不同超疏水材料制备方法 (模板法、喷涂法、沉积法、刻蚀法)的优劣,重点介绍了国内外学者利用纳米纤维素构建超疏水材料(气凝胶、纸张、涂层、薄膜等)在生物医学、造纸工业、油水分离、食品包装、储能材料等不同领域的研究进展,归纳并分析了目前纳米纤维素构建超疏水材料在改性方式和性能提升等方面仍存在的问题,同时指出了纳米纤维素构建超疏水材料未来将朝着过程无污染化、工艺简化、稳定性优化等方向发展。     

纳米纤维素的制备及应用研究进展

纳米纤维素作为一种绿色无污染的生物质材料,具有高模量、高比表面积、特殊的光学性质、生物相容性好等众多优点,纳米纤维素及其复合材料的广泛应用越来越引起国内外专家的关注,研究其制备途径和应用价值将对未来化工等行业的发展产生巨大影响。本文综述了纳米纤维素的制备途径、改性方法及其在不同领域的应用研究现状,为其研究发展提供一定的理论支持。     

甘蔗渣纤维素的提取及纳米化改性应用研究进展

概述了纤维素的提取方法；综述了甘蔗渣纤维素的预处理方式(物理方法、化学方法、生物法以及混合改性);详细介绍了蔗渣纳米纤维素的制备方法，包括机械法、化学法、微生物法和混合法；对蔗渣纳米纤维素在食品、水处理、医药、复合材料领域的应用进行了总结。     

纤维素基超疏水纸的研究进展

从制备方法角度概述了纤维素基超疏水纸的研究现状,重点介绍了化学改性法、物理化学改性法、表面涂布法和纳米粒子改性法,同时介绍了超疏水纸在油水分离和微流体装置中的最新应用,对pH、温度和光照具有智能响应性超疏水表面的开发,以及超疏水纸表面力学性能和耐酸碱腐蚀性能的改善。使用廉价、绿色生物聚合物研制多功能、性能优异的超疏水纸产品是未来的发展方向,材料学、聚合物化学、纳米技术和机械学多学科理论知识的综合运用,是实现超疏水表面突破性发展的关键,也是满足工业化生产要求迫切需要解决的难题。     

纳米晶纤维素改性及其功能性材料的研究进展

纳米晶纤维素(CNC)是一种具有优异性能的纳米粒子,对CNC的改性和其功能性材料的应用一直是研究的热点。本文综述了CNC改性的方法,包括小分子改性、偶联剂改性,自由基开环接枝和ATRP接枝、RAFT接枝改性,吸附改性和一些特殊的化学改性,并分析了CNC功能性纳米材料在生物药物、聚合物电解质、生物激发力学适应性纳米材料方面的研究进展。     

纤维素基超疏水材料的现状分析

近年来超疏水材料的应用领域越来越广泛,对超疏水材料的机械强度、耐磨性、透光度、重复利用性等性能方面的要求越来越高,原料的绿色环保性要求也日渐提高。生物质原料种类多、储量大,占据着可再生资源的主导地位。纤维素作为生物质原料的下游精细产品,具有绿色环保、储量大、应用灵活的优点。本文简单介绍了纤维素基超疏水材料的发展历程、特点及应用,重点分析了水热法、化学沉积法、原子转移自由基聚合和溶胶-凝胶法(纤维素/SiO₂超疏水材料和纤维素基气凝胶)等超疏水改性方法在制备纤维素基超疏水材料中的应用。最后对纤维素基超疏水材料的未来发展进行了展望。     

纤维素的改性及应用研究进展

植物纤维素是天然的可再生资源, 对纤维素的改性利用一直是研究的热点。本文简要介绍了纤维素的结构与性质, 综述了纤维素的改性方法, 包括物理改性、化学改性和生物改性等, 其中化学改性是最主要的方法, 包括酯化、磺化、醚化、醚酯化、交联和接枝共聚等, 通常涉及其结构中羟基的一系列反应。通过改性, 引进了一系列离子型基团, 有利于增强纤维素的亲水性。经改性后的纤维素与之前相比, 结晶度和聚合度明显降低, 可及度明显提高, 无论物理性质还是化学性质都表现出更大的优越性。其后回顾了纤维素衍生物在食品、造纸以及建筑行业中的一些研究应用成果, 阐述了其在医药及废水处理等方面的研究进展, 并展望了纤维素衍生物的发展前景。     

疏水层析技术及应用

综述了疏水层析技术的基本原理、常用介质、技术综合应用,探讨和展望了其发展方向和前景。     

疏水性沸石分子筛的特性及表面改性研究

介绍了疏水性沸石分子筛的疏水机理、吸附特性和表面改性技术 ,探讨了这一技术用于二氧化碳控制技术的发展前景     

氧化锌改性方法及其应用的研究进展

纳米氧化锌是一种对环境友好、价格低廉的半导体材料,在污水处理中有广泛的应用,但因其有一定缺陷,研究人员采取多种方法对其修饰或改性,以提高其比表面积、加快空穴-电子分离率、增强抗光腐蚀能力等。介绍了针对氧化锌的改性方法的研究和应用进展,证明改性后的氧化锌有更好的性能和应用价值。     

Cross‐Linkable Modified Nanocellulose/Polyester Resin‐Based Composites: Effect of Unsaturated Fatty Acid Nanocellulose Modification on Material Performances

Unsaturated fatty acid (FA)–modified nanocellulose (m‐NC) shows potential application in improving mechanical properties of unsaturated polyester/m‐NC nanocomposites (UPe/m‐NC). A polyester matrix is obtained by polycondensation of maleic anhydride and products of poly(ethylene terephthalate) depolymerization with propylene glycol. Two methods of NC modification are performed: direct esterification with oleic acid, linseed, or sunflower oil FAs, and esterification/amidation with maleic acid/ethylene diamine (MA/EDA) bridging group followed by amidation with methyl ester of FAs. Increases of stress at break in the ranges from 148.8% to 181.4% and from 155.8% to193.0% for UPe/m‐NC composites loaded with 1 wt% of NC modified directly or via MA/EDA cross‐linker, respectively, are obtained. Results of the modeling of tensile modulus, by using the Cox–Krenchel model, show good agreement with experimentally obtained data. The effect of FAs' cross‐linking capabilities on the dynamic‐mechanical and thermal properties of the UPe/m‐NC is studied. Cross‐linking density, modulus, and T_g of the nanocomposite show appropriate relation with the unsaturation extent/structure of NC modification.     

超临界CO_2无水染整技术用于涤纶的疏水改性

以超临界CO2(SCCO2)为介质,采用含氟疏水剂对涤纶织物进行疏水改性,探讨了超临界CO2的温度、压力和时间变化对改性效果的影响。结果表明:SCCO2技术用于涤纶织物的疏水改性是可行的;最佳工艺条件为温度70℃、压力15 MPa、处理时间4 h。改性后涤纶织物的静态接触角可达148°。     

疏水涂层的研究进展

对疏水涂层的技术发展进行了阐述,分析了影响涂层疏水性能的因素,并对现有的几类疏水涂层进行了介绍。     

纳米二氧化硅的疏水改性及其对Pickering乳液的稳定作用

为了探究固体粒子对乳液的稳定作用,采用L-赖氨酸作为催化剂合成纳米SiO2粒子,并用六甲基二硅胺烷(HMDS)对纳米SiO2粒子进行表面疏水改性,将经过HMDS改性后的纳米SiO2粒子作为稳定剂制备出Pickering乳液。通过粒径分析仪、场发射透射电子显微镜、FTIR、TG-DSC、接触角测量仪、光学显微镜、电导率仪分别对纳米SiO2的制备、表面改性和Pickering乳液的性能进行了表征。结果表明,成功合成出粒径小且形貌均一的硅球,具有疏水性的三甲基硅基成功接枝到纳米SiO2的表面;不同纳米SiO2浓度制备的Pickering乳液,发现随着SiO2浓度的增大,乳液的稳定性逐渐增强,乳液液滴直径呈现减小的趋势;不同油水比制备的Pickering乳液,发现随着油相体积的增大,乳液的稳定性呈现增大的趋势。     

疏水缔合水溶性聚合物的合成与应用研究进展

综述了疏水缔合水溶性聚合物的合成和应用的研究进展。合成方法包括大分子反应法、共聚法、乳液聚合法、阴离子聚合法、活性可控自由基聚合、超声波法、超临界二氧化碳介质法等,应用领域包括石油工业、涂料工业、污水处理、生物医药材料、工程材料等,并且展望了新的合成方向和应用前景。     

聚乳酸共聚改性及应用研究进展

综述了聚乳酸共聚增韧改性的研究进展,详细介绍了直接缩聚法、开环聚合法、扩链剂法等聚乳酸的共聚改性方法,其中直接缩聚法得到的聚合物的相对分子质量较低,开环聚合法得到的聚合物的相对分子质量较高,扩链剂可以与其他2种方法配合使用。最后,综述了聚乳酸共聚物在医学领域及包装领域的应用研究进展。