纳米纤维素晶体的氯化铜催化制备及表征

采用酸水解法氯化铜催化制备纳米纤维素晶体(NCC),通过傅里叶变换红外(FTIR)光谱、透射电子显微镜(TEM)观察法和激光粒度分析法对NCC进行性能表征。结果表明NCC聚集态结构为纤维素Ⅰ型;宏观形貌白色丝絮状的NCC,其微观形貌规整,呈棒状;透射电子显微镜观察法分析NCC直径和长度尺寸分布分别为3～27 nm和50～300 nm;粒度分析法NCC平均尺寸为214.3 nm。     

纳米晶体纤维素Ⅱ的制备与表征研究

用硫酸水解棉短绒得到的纳米晶体纤维素Ⅰ(NCC-Ⅰ),经1%的NaOH处理后就可得到纳米晶体纤维素Ⅱ(NCC-Ⅱ)。用X-射线衍射仪、TEM、AFM、FITR和GPC表征,证明NCC-Ⅰ有低的分子量、窄的分子量分布及较高的化学活性;在FTIR谱中,NCC-Ⅰ的羟基波数较之棉短绒的羟基波数有明显的蓝移现象。研究证明纳米晶体纤维素具有十分明显的纳米效应。     

纤维素纳米晶体制备工艺优化的研究

以微晶纤维素(MCC)为原料经硫酸水解制备纤维素纳米晶体(CNC)。采用单因素法结合正交试验系统地研究了硫酸质量分数、反应温度和反应时间对纤维素纳米晶体得率以及平均粒径的影响,并通过扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米激光粒度仪对CNC的性能进行了表征,揭示了酸水解制备CNC的机理。结果表明：CNC制备的最佳工艺参数为硫酸质量分数64%、反应温度45 ℃、反应时间90 min,在此条件下CNC的得率为24.6%,粒径为204.8 nm。CNC水悬浮液呈一种稳定的淡蓝色胶体状态,其微观形貌比较规整,呈短棒状,直径约10~20 nm,长度在150~300 nm之间;XRD结果显示CNC的晶型为纤维素Ⅰ型,结晶度为80.2%。     

纤维素酶解天然棉纤维制备纳米纤维素晶体及其表征

天然棉纤维经超声波预处理后用纤维素酶解制备出纳米纤维素晶体,用LS、TEM、FITR、XRD等进行表征,结果表明所制备的纳米纤维素晶体平均粒径约6 nm,大部分为球状粒子,有少量棒状一维纳米纤维素存在,样品具有良好的单分散性,NCC的聚合度降低,但保持着天然纤维素的基本化学结构。     

纳米纤维素晶体的研究现状

介绍了纳米纤维素晶体(NCC)及其一些制备方法、性质和应用,展望了NCC作为一种纳米材料的美好前景,是21世纪可持续发展研究的重要课题。     

纤维素酶制备纳米纤维素晶体的研究

采用超声渡预处理棉纤维,用纤雏素酶制备纳米纤维素晶体(NCC).研究了反应方式、反应时间、反应温度、酶用量等对酶解反应的影响,确定了最佳酶解条件:酶液与底物比为8(mL:g),pH值为4.8,酶解温度为45℃,酶解时间为2 d.在此条件下制备的NCC单分散性比较好.     

硬脂酸改性纳米纤维素晶体/纳米ZnO复合材料的制备与表征

通过硫酸水解微晶纤维素法制备纳米纤维素晶体(CNC),将其与一定量的纳米氧化锌复合制得复合材料;然后使用一定量的硬脂酸对复合材料进行改性,并将所得改性后的溶胶在120℃下鼓风干燥2 h,即可得到硬脂酸改性的CNC/纳米ZnO复合疏水材料。并采用X-射线衍射仪、场发射扫描电镜、傅里叶红外光谱和接触角分析仪对复合材料的表面形貌和疏水性进行了表征及揭示。结果表明,CNC/纳米ZnO复合材料构成微/纳米双重粗糙结构,经硬脂酸表面改性后引入了憎水基团甲基,使其具备一定的疏水性能,在最优制备工艺条件下疏水角可高达到145.6°。     

过硫酸铵氧化速生杨木残渣制备纤维素纳米晶体及其表征

以去除半纤维素的速生杨木残渣为原料,在70℃下按固液比1：100（g：mL）加入1.5 mol/L过硫酸铵溶液,处理16 h制备纤维素纳米晶体。所得样品为白色粉末状固体,得率（以原料中纤维素质量计）为57%,氧化度为0.156,表面电荷为-42.15 mV。采用透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、核磁共振等技术对得到的纳米纤维素进行表征。结果表明：过硫酸铵去除了原料中的木质素和残余的少量半纤维素,并有选择地将纤维素C6位置上的伯醇羟基氧化成羧基,纤维素纳米晶体保留了原纤维素的结构特征,结晶度为77%,晶体结构以I_β晶型为主,88.4%的纤维素纳米晶体宽度在10~24 nm之间。     

不同形态的纳米晶纤维素的制备及其性能研究

用硫酸酸解棉短绒制备纳米晶纤维素(CNC),并通过改变酸解时间得到不同形态的CNC。采用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱分析(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、Zeta电位分析、热重(TGA)、流变行为分析对CNC进行结构、形态和性能表征。结果表明,随着酸解时间的延长,糖苷键断裂越多,得到的CNC由棒状的形态变成球状的形态;酸解时间越短,CNC表面的负电荷越少,而粒子分散得到的悬浮液粘度越大,具有更大的储能模量(G’)和损耗模量(G’’),显示出弹性凝胶状行为。此时,粒子结晶度较大,热稳定性较好,CNC-45对聚乙烯醇基体的增强效果较好。     

两种环氧基硅烷偶联剂改性纤维素纳米晶体的制备及性能

为减弱纤维素纳米晶体自聚集倾向以及提高疏水性,对其表面进行了功能化修饰。首先通过酸水解制备纤维素纳米晶体(NCC),再使用2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷(ES)和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(γPS)经过水解缩合反应成功接枝在其表面。通过红外光谱、X射线光电子能谱分析、热重分析、溶剂分散性测试和接触角测试对其结构和性能进行表征。结果表明,ES和γPS成功连接到NCC表面;环氧基硅烷偶联剂改性的NCC表现出良好的热稳定性,在500℃时具有更高的残余质量;改性后的NCC能够均匀稳定分散在甲苯溶剂中,非极性提高;与NCC相比,ES-NCC和γPS-NCC接触角分别增加了63.4°和57.6°,其疏水性得到改善。     

Isolation and Characterization of Microcrystalline Cellulose from Bamboo Pulp Through Extremely Low Acid Hydrolysis

Microcrystalline cellulose (MCC) has a wide range of applications in food, chemical, pharmaceutical industries, etc. In this study, the one-step preparation of MCC from bleached Kraft bamboo pulp (BKBP) by extremely low acid (ELA; acid concentration ≤0.1?wt %) was demonstrated. The experimental data indicate that the crystallinity, degree of polymerization (DP), and yield of MCC were strongly affected by the time and temperature of hydrolysis, as well as the concentration of hydrochloric acid (HCl). Rod-like MCC was obtained with a yield of 76.4% (based on the mass of original BKBP) and exhibited high crystallinity and narrow particle diameter distribution (78.7%, 30–70?μm) under optimal conditions (acid concentration of 0.08?wt%, 165?°C, 40?min). The Fourier transform-infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction (XRD) measurements showed that the resulted MCC maintained cellulose I structure. Thermal analysis demonstrated that the as-prepared MCC exhibited good thermal stability. The ELA hydrolysis process may provide a green alternative for the manufacture of MCC from bleached Kraft bamboo pulp.     

竹纳米纤维素晶须的制备

利用硫酸水解竹浆纤维制备纳米纤维素晶须。通过原子力显微镜(AFM)和X射线衍射对纳米纤维素晶须的形貌、结构进行分析和表征,研究不同酸水解时间对纳米纤维素晶须结构的影响。结果表明,用竹浆制备的纳米纤维素晶须为长棒状结构。随着酸水解时间的延长,其长度和直径逐渐减小;在酸水解时间为20 min时无定形区逐渐被降解,其长径比最大,结晶度最高。     

用竹子下脚料制备羧甲基纤维素

以竹子下脚料为原料,按纤维素、氢氧化钠、氯乙酸摩尔比为１∶３７∶１９投料,以９０％乙醇为溶剂,在３５℃下碱化６０ｍｉｎ,在７０℃下醚化１５０ｍｉｎ,制得羧甲基纤维素,其粘度＞５００ｍＰａ·ｓ,取代度＞０．６５,有效成分＞８５％,水分＜１０％,氯化物＜３％。     

Preparation of Spherical Cellulose Nanocrystals from Microcrystalline Cellulose by Mixed Acid Hydrolysis with Different Pretreatment Routes

Spherical cellulose nanocrystal (CNC), as a high value cellulose derivative, shows an excellent application potential in biomedicine, food packaging, energy storage, and many other fields due to its special structure. CNC is usually prepared by the mixed acid hydrolysis method from numerous cellulose raw materials. However, the pretreatment route in preparing spherical CNC from cellulose fiber is still used when choosing microcrystalline cellulose (MCC) as the raw material, which is not rigorous and economical. In this work, pretreatment effects on the properties of spherical CNC produced from MCC by mixed acid hydrolysis were systematically studied. Firstly, the necessity of the swelling process in pretreatment was examined. Secondly, the form effects of pretreated MCC (slurry or powder form) before acid hydrolysis in the preparation of spherical CNC were carefully investigated. The results show that the swelling process is not indispensable. Furthermore, the form of pretreated MCC also has a certain influence on the morphology, crystallinity, and thermal stability of spherical CNC. Thus, spherical CNC with different properties can be economically prepared from MCC by selecting different pretreatment routes through mixed acid hydrolysis.     

生物质基羧甲基纤维素钠的合成与表征

以福建大宗农业废弃物——毛竹笋壳为原料,经酸泡、碱煮、漂白等工艺提取纤维素,并对其进行化学改性,合成了羧甲基纤维素钠产品,取代度为0．86,黏度为22mPa·s,达到医药行业的应用标准。最后利用FTIR及XRD衍射分析对产品进行了表征,通过与商品级CMC比较,验证了羧甲基纤维素产品的成功合成。     

二苯甲酰基纤维素酯的制备和表征

通过苯甲酰氯与微晶纤维素反应制得二苯甲酰基纤维素酯,苯甲酰氯与微晶纤维素的物质的量之比为1∶3.5,溶剂(吡啶)量为4.0 mL/g(微晶纤维素),40℃下超声反应2 h。对所得产物通过红外光谱、核磁共振谱、元素分析、扫描电子显微分析和热重分析等进行了表征。结果表明,所得产物是二苯甲酰基纤维素酯,且微粒比较均匀、热稳定性好。     

聚乳酸/酯化纤维素复合材料的制备与表征

通过气固反应利用马来酸酐（MA）对纤维素进行酯化改性,采用熔融共混工艺制备了聚乳酸（PLA）/酯化纤维素复合材料。红外分析表明纤维素与MA发生了酯化反应。力学性能测试、热重分析、差示扫描量热仪（DSC）、扫描电镜（SEM）等分析表明,PLA/酯化纤维素复合材料的拉伸模量和弯曲模量随酯化纤维素含量的增加而升高,拉伸强度、弯曲强度和热稳定性随酯化纤维素含量的增加而降低;复合材料的Tc相对纯PLA较高,说明酯化纤维素的加入起到了异相成核作用,使结晶速率提高。酯化纤维素在复合材料中分散充分,但两者的界面黏结力较弱。     

硝化细菌纤维素的制备及表征

以细菌纤维素为原料,用硝硫混酸法合成出硝化细菌纤维素(NBC)。结果表明,采用硝硫混酸法合成硝化细菌纤维素未造成细菌纤维素的网状结构明显断裂降解,且合成出的硝化细菌纤维素安定性能达到A级硝化纤维素标准。用差示扫描量热法对产物进行了表征,并计算出硝化细菌纤维素的热分解活化能为212.53kJ/mol,表明硝化细菌纤维素热的稳定性优于硝化棉。