原位形成碳酸钙协同纳米纤维素对老化纸张脱酸增强的研究

本课题提出在老化纸张中原位形成碳酸钙并协同纳米纤维素脱酸处理增强的保护措施,探讨了不同处理方式及纳米纤维素浓度对老化纸张性能的影响。结果表明,先利用0.1 mol/L丙酸钙及0.1 mol/L碳酸钠水溶液压力雾化处理纸张,在纸张中原位形成碳酸钙进行脱酸,再利用1 wt%纳米纤维素进行增强。处理后老化纸样pH值达8.40,碱存储量约245 mmol/kg,抗张指数和耐折度较处理前分别提升了19%、109%,且具有优异的抗老化和防霉性能。     

细菌纤维素纤维对纸张增强作用的研究

介绍了细茵纤维素的合成机理,相关特性以及对纸张的增强机理.研究了细菌纤维素湿膜经机械匀浆处理所得的细菌纤维与植物纤维混合抄片的纸页性能.研究发现:细菌纤维配抄植物纤维,当细菌纤维素的用量为5%时,纸张耐折度提高44.7%,耐破指数提高17.9%,抗张指数提高22.4%,撕裂指数提高16.1%.     

纳米纤维素/纳米氧化锌对纸质文献脱酸与增强效果的研究

采用丝网印刷工艺将纳米纤维素(CNFs)/纳米氧化锌(ZnO)保护液涂布于纸张表面对纸张进行脱酸和增强处理。研究了ZnO用量、CNFs用量和涂布量对纸样的脱酸效果和增强效果的影响,同时研究了ZnO用量对纸样疏水效果的影响。结果表明,经过CNFs/ZnO保护液处理后,当ZnO用量为2.5 wt%时,纸样内部pH值可由未处理时的4.99增加至7.30,表面接触角由90.1°增加至115.5°;当CNFs用量为0.55 wt%,纸样的抗张指数最高可增加296.53%;另外纸样的pH值和物理强度随着涂布量的增多而有所提高,涂布量达到最大值4.6 g/m^2时,纸样的物理强度均达到最大值。此外,ZnO用量对纸样白度影响较小,色差最大仅为4.01。说明CNFs/ZnO保护液不仅能脱酸,并且能显著提高纸质文献的物理强度,同时具有疏水效果,可进一步对纸质文献进行保护。     

纳米纤维素作为纸张增强剂的应用

在某高速中试纸机上进行了纳米纤维素作为纸张增强剂的应用试验。试验使用纸厂的浆料和循环水,采用2种纳米纤维素（用量为1%～2%）,同时添加1%的阳离子淀粉。试验结果表明,加入纳米纤维素后,成纸抗张强度明显提高,光散射系数和透气度略有下降;若保持相同的强度性能,可使成纸定量减少8 g/m2;抄纸过程中,网部脱水能力略微降低,出网布湿纸幅干度降低不到1个百分点,总留着率基本不变,但出压榨纸幅干度提高。     

亚麻分层纳米纤维素的制备及其增强热电复合材料性能

为从天然亚麻纤维中制备出分层纳米纤维素(即纤维素纳米纤维(CNF)与纤维素纳米晶(CNC)共存),并对其制备方法进行优化完善,提出将亚麻纤维在特定浓度的氢氧化钠溶液中碱化处理后,再进行四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)介导的三元氧化和机械处理的联合处理方法。然后将亚麻CNF与石墨烯复合制备CNF/石墨烯复合薄膜并研究亚麻CNF增强热电复合材料的性能。结果表明:碱化预处理使亚麻纤维直径变细,长度变短,半纤维素被脱除,是生成不同尺寸CNF的重要步骤;随着氢氧化钠用量在0~18%范围内的增加,所得CNF悬浮液的光透过率从3.7%增加到95.1%;CNF/石墨烯复合膜表现出最高功率因子,为8.0×10 ^-3 μW/(m·K ²),表明复合薄膜具有热电性能。     

基于OCC的纤维素纳米纤丝制备及其对废纸造纸增强作用研究

采用高锰酸钾氧化预处理废旧箱纸板(OCC),使其达到微纤维分离点,结合轻微的均质处理高效获得OCC基纤维素纳米纤丝(OCNF),得率约为70%。最优条件下制备的OCNF具有良好的纳米尺寸,长径比高达313,Zeta电位-21.0 mV,结晶度为69.23%,OCNF薄膜具有良好的力学性能(应力为44.16 MPa,应变为5.82%,弹性模量为2.55 MPa)及光学性能(透光率约为60%)。添加5%OCNF所抄纸张的抗张指数、撕裂指数及耐折度分别提升了27.74%、40.97%和228.57%。同时,白水的质量也得以大幅改善,浊度、悬浮物、COD_Cr分别降低了59.10%、48.08%和42.17%。     

纳米纤维素制备方法的研究现状

纳米纤维素由于其生物可降解性、低密度、高机械性能和可再生性而受到广泛关注。本文主要介绍了由木材或农业/林业剩余物生产的纳米纤维素的分类及制备方法,包括制备纤维素纳米晶体的无机酸水解法和酶水解法以及有机酸水解法、固体酸水解法、离子液体法、低共熔溶剂法和美国高附加值制浆法(American value added pulping,AVAP)等新型制备方法,同时介绍了制备纤维素纳米纤丝常用的预处理法和后续机械处理法,其中预处理法主要包括氧化、酶、有机酸、高碘酸盐氧化、低共熔溶剂、离子液体和溶剂辅助等多种预处理手段。最后分析了纳米纤维素的制备方法中亟待解决的问题,并展望了纳米纤维素的广阔应用前景。     

自制纳米纤维素助留/助滤剂及其增强效果

用实验室自制的纳米纤维素为助剂,并与高分子量阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)复配组成二元体系,研究其助留、助滤及增强效果。结果表明:自制的纳米纤维素单独使用,对于纸张有较好的增强效果;用自制纳米纤维素与CPAM组成的CPAM/纳米纤维素二元体系具有更加显著的助留/助滤及增强效果,当纳米纤维素、CPAM添加量分别为0.2%、0.15%时,打浆度由44°SR降到28°SR,填料留着率由44%提高到69%,纸张的干抗张强度、撕裂度、耐折度分别提高64%、47%和107%。     

纳米纤维素增强树脂基复合材料的研究进展

纳米纤维素作为一种绿色环保、可再生的新型功能高分子纳米材料,由于其具有密度低、比表面积大、刚性大等诸多优点,近些年来被广泛应用于树脂材料增强领域。本文首先介绍了纳米纤维素的种类及特性并例举了其在国内外几类常见树脂增强领域中的应用研究进展,其次探讨了纳米纤维素增强复合材料制备的关键因素,为纳米纤维素在相关领域的进一步应用和发展提供了参考,最后展望了纳米纤维素作为树脂增强材料的发展前景。     

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。     

纳米纤维素制备的研究进展

近年来,资源与环境问题越来越受到人们的关注。开发利用可再生资源以替代煤、石油等化石资源成为必然的趋势。天然纤维是自然界中分布最广的可再生的生物高分子物质。由其制备得到的纳米纤维素是一种绿色、环境友好的纳米材料,具有一些独特的性能,如可再生、可生物降解及良好的机械性能等。纳米纤维素的制备研究对新型材料的发展具有重要的意义。本文介绍纳米纤维素的制备方法及研究进展。     

NCC/CS二元体系对纸张的增强作用

研究阳离子淀粉(CS)/纳米结晶纤维素(NCC)二元增强体系对不同浆种纸张的增强效果。结果表明:单独添加NCC或者CS对抗张强度、撕裂强度和耐破度都有一定的增强效果;先CS后NCC的添加方式对纸张的增强效果比CS与NCC先混合后添加的增强效果好;CS用量1%、NCC用量0.6%时,对阔叶木浆,先CS后NCC的添加方式,干抗张指数增加76.3%、撕裂指数增加50.6%、耐破指数增加63.4%、耐折度增加7倍多;对针叶木浆、阔叶木浆混合纸浆,先CS后NCC的添加方式,干抗张指数增加45.7%,撕裂指数增加25.2%,耐折度增加99.4%。     

不同形态纳米纤维素的制备方法研究进展

纳米纤维素是某一维度上为纳米尺寸的一种高分子聚合物,具有出色的可降解性、热稳定性、生物可相容性等优异特性,受到学者们的广泛关注.纳米纤维素的形态对其结构、性能具有重要影响.该文总结了4种不同形态的纳米纤维素[纳米纤维素晶(cellulose nanocrystal,CNC)、纤维素纳米纤丝(cellulose nano...     

可控制备纳米微晶纤维素

以纳米纤维素为原料,通过多尺度微观结构设计,形成具有材料梯度和结构梯度的多层次结构,制造出具有超强机械性能的纤维素基复合材料将具有巨大的潜力。制备出性能可控的纳米纤维素原料是实现纳米纤维素功能化利用的前提条件。本研究采用浓硫酸水解法,在一定范围内可控制备了具有特定尺寸的纳米微晶纤维素,在此过程中研究了浓硫酸水解时间对制备的纳米纤维素得率、磺酸基团含量及纤维素降解产物的影响。     

米糠纳米纤维素的制备表征及其细胞毒性

研究以提取的米糠纤维素（纤维素含量90.22%）为原料,采用不同体积分数硫酸水解（60%、64%和68%）制备获得米糠纳米纤维素（Rice Bran Nanocellulose,RBNC）,对其表面形貌、尺寸、电位、化学结构、热稳定性及晶体结构进行了表征,并进一步评价了其细胞毒性。透射电镜和原子力显微镜结果显示,制备得到的RBNC是长度在196.45 ~ 257.26 nm、直径为8.46 ~ 16.34 nm、长径比为17.06 ~ 24.34范围内的针状粒子;Zeta电位值在-32.9 ~ -35.2 mV范围内;红外光谱和X-射线衍射分析表明得到的RBNC化学结构未发生变化,仍保留纤维素Ⅰ型晶体结构。体积分数为64%的硫酸水解得到的RBNC长径比最优（24.34±3.63）、结晶度最高（81.32%）、Zeta电位绝对值最大（-35.2±0.85 mV）。进一步的细胞毒性评价表明,RBNC分别在≤ 2000 μg/mL和≤ 500 μg/mL浓度范围内,对Caco-2和HepG-2细胞无显著毒性,表现出良好的生物相容性。研究结果可为RBNC做为一种新型纳米材料在食品领域的应用提供理论基础,为米糠的高值化利用提供新途径。     

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。     

纳米纤维素增强壳聚糖/聚乙烯醇水凝胶的制备及其性能研究

以壳聚糖(CS)与聚乙烯醇(PVA)为原料,氧化的纳米纤维素(O-CNWs)作为纳米填料和潜在的交联剂,采用瞬时凝胶法制备得到CS/PVA/O-CNWs水凝胶。氧化的纳米纤维素和制备出的水凝胶通过扫描电镜(SEM)、元素分析仪、红外光谱(FT-IR)、热重分析仪(TGA)和流变仪等先进的测试手段进行表征。结果表明:CNWs被高碘酸钠成功氧化;O-CNWs和CS成功交联形成了共价键;相比用纳米纤维素作填料的水凝胶,O-CNWs的加入提高了水凝胶734%的储能模量和581%的损耗模量,但是也相对降低了水凝胶的含水量和溶胀度;TGA分析表明O-CNWs的加入提高了水凝胶的热稳定性,初始分解温度和最大分解温度都有所提高,并且热解残余量减少。     

纳米纤维素的制备及其复合材料的应用研究进展

纳米纤维素包含纳米纤维素晶体、纳米纤维素纤维和细菌纳米纤维素3种类型。由于其具有高强度、大比表面积、高透明性等优良性能,成为目前纳米材料领域研究的热点。本文综述了近年来国内外纳米纤维素的主要制备方法,并对纳米纤维素在复合材料领域中的应用研究进行了总结。     

不同尺寸纳米结晶纤维素对纸张性能的影响

通过向纸张中添加不同条件制备的纳米结晶纤维素,研究添加纳米结晶纤维素对纸张性能的影响。结果如下:以MCC为原料,62%的硫酸,酸浆比8.5ml/g,反应温度45℃,反应时间100min,制备出的NCC加入到纸浆(40%针叶木浆和60%阔叶木浆)中,对纸张的增强效果最好。与空白纸张对比,纸张的抗张指数提高了34.1%,撕裂指数提高了28.2%,耐折度提高了67.3%。     

纤维素纳米球的制备及应用研究进展

纤维素纳米球（CNS）是一种新型的纳米纤维素材料,由于其比表面积大、粒径均匀、生物相容性好等性质而被应用于Pickering乳液稳定剂、医药、载体材料等领域。CNS可以由天然纤维素制备,再生纤维素和丝光纤维素也是制备CNS的重要原料。本文总结了CNS的制备方法,包括化学法、机械法和酶解法或这些方法的组合,探讨了不同制备过程的成球机理,并综述了CNS的应用。最后,展望了CNS未来的机遇和挑战。