木质纤维素的功能化应用

木质纤维素是地球上最丰富的,可持续的,生物可降解,生物相容性和易于化学改性的生物质资源。随着现代物理和化学技术的进步,木质纤维素及其衍生物广泛应用于食品添加剂、药物的缓控释放、新型复合材料以及生物医药等领域。在新型智能制造领域,由木制纤维素制备出的高性能、多功能纤维、新型多功能薄膜以及纤维素凝胶产品已广泛应用于各种新技术领域,如电子、生物医学设备和能源。本文重点介绍从一维到三维的纤维素基复合功能性材料的制备及应用。     

纳米纤维素的制备及应用研究进展

纳米纤维素(NCC)来源广泛,性能优异,是纳米技术研究的重点。综述了纳米纤维素(NCC)的制备方法,包括化学法、生物合成法和物理机械法,并对其在增强材料、复合薄膜、抗菌材料、吸附材料、造纸工业、医用材料等领域的应用进行了介绍,展望了纳米纤维素的发展前景。     

聚硅酸铝钛改性纤维素复合絮凝剂的制备及其絮凝性能研究

絮凝法以简便、廉价的优势在染料废水处理中有着广泛的应用,将阳离子基团引入到絮凝剂中可以提高对染料的去除性能以加快絮体的沉降速度。采用阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CHTPAC)对纤维素进行改性得到两性纤维素(CMCCTA);以硅酸钠、硫酸铝、硫酸钛为原料与两性纤维素进行复合,制备了聚硅酸铝钛-两性纤维素复合絮凝剂。通过单因素实验探究了两性纤维素的最佳合成条件与复合絮凝剂的制备及应用的最佳条件,对刚果红的去除率可达到95%。通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射仪、扫描电镜对其进行表征分析,结果表明两性纤维素与聚硅酸成功复合。制备的两性絮凝剂具有环保高效的特点,金属离子与两性纤维素的引入,提高了絮凝效果,增强了聚硅酸盐的稳定性,具有良好的应用前景。     

纳米纤维素的制备及应用研究进展

纳米纤维素结合了纤维素和纳米材料的优异性能,但制备技术对纳米纤维素的商业化及工业化生产具有重要影响。随着纳米纤维素制备技术的不断发展,开始半商业化、商业化生产,越来越多的纳米纤维素开始作为吸附材料、光电材料、生物医药材料、纺织材料等广泛使用。阐述了使用化学法、生物法、物理机械法等制备纳米纤维素的技术研究,以及纳米纤维素的应用研究。     

纸张的抗油性能处理方法

以植物纤维素纤维为主要原料制备的纸张具有可再生、可降解、环境友好等特点,广泛应用于包装领域。然而由于纤维素本身的性质及纸张的结构特性,却难以满足一些高阻隔性能的要求,比如抗油性能,即防止油脂渗透吸收功能。主要介绍几种赋予纸张抗油性能的方法,包括含氟聚合物、海藻酸钠、玉米朊蛋白、壳聚糖、淀粉等的应用,着重介绍天然聚合物在抗油纸生产中的应用以及在造纸行业的使用潜能。     

纤维素/氧化硅有机-无机杂化复合气凝胶的研究进展

依据纤维素与SiO_2的复合工艺特点,综述了采用溶液浸渍法、直接混合法和逐层沉积法制备纤维素/SiO_2有机—无机杂化复合气凝胶材料的研究现状.探讨了纤维素的不同溶解或分散状态和SiO_2引入方式对形成纤维素/SiO_2复合气凝胶的影响,分析了纤维素与SiO_2之间具有的组织结构特征和结合机理,并对比了不同工艺方法获得的纤维素/SiO_2复合气凝胶材料在力学、隔热、光学、疏水性、生物等方面所呈现的性能特点.基于有机纤维素与无机SiO_2的物理化学特性,指出了两者复合时面临的问题,并对潜在的应用前景进行了展望.     

纳米纤维素与蒙脱土对聚乳酸性能的影响

对纳米纤维素（ＣＮＣ）和蒙脱土（ＭＭＴ）进行有机改性,制备了一系列的经纳米纤维素、蒙脱土,以及两者混合改性的聚乳酸（ＰＬＡ）薄膜,并通过红外测试研究了薄膜的化学结构. 用拉伸实验研究了纳米纤维素和有机蒙脱土（ＯＭＭＴ）对ＰＬＡ薄膜机械性能的影响,结果显示,ＣＮＣ和ＯＭＭＴ的加入分别提升了ＰＬＡ的断裂伸长率和拉伸强度. 两种改性剂同时改性的复合薄膜的拉伸强度及断裂伸长率均得到提高,且优于单一添加. 热重分析测试结果显示,ＯＭＭＴ使得聚乳酸热稳定性明显提高,但ＣＮＣ的加入会使聚乳酸的热稳定性有所降低. 通过扫描电镜观察薄膜的表面形貌,发现两种添加剂均在聚乳酸中均匀分散,而在添加两种添加剂的复合薄膜中,蒙脱土的分布呈海岛结构.     

纤维素选择性氧化制备二醛纤维素

采用高碘酸钠选择性氧化纤维素制备二醛基纤维素。经单因素实验确定最佳反应时间的基础上采用正交实验,以氧化剂浓度、反应温度、pH值为因素,每个因素设计3个水平,采用滴定方法测定醛基含量,以醛基含量为指标,确定影响反应的主要影响因素及最佳工艺条件。得到的最佳工艺条件：反应温度为35℃,高碘酸钠与纤维素的摩尔比为2∶1,pH值为2。影响反应的因素顺序是温度、pH值和氧化剂浓度。采用红外光谱表征二醛基纤维素分子结构。     

纤维素-二氧化硅复合颗粒的制备与表征

探索了可用作色谱填料的纤维素-SiO2复合颗粒的制备方法,将纤维素和硅胶溶于NaOH／尿素体系中,得到纤维素-SiO2溶液,用溶胶一凝胶转相法制得复合颗粒．研究了乳化剂用量、搅拌转速、纤维素分子量以及纤维素和SiO2的投料比对所制备的复合颗粒粒径和形貌的影响,以扫描电镜、粒径分析等对复合颗粒进行了表征．发现粘度小的分散相和分子量小的纤维素适合制备粒径大的复合颗粒,反之亦然．当纤维素与SiOz的投料比大于3：1时,复合颗粒呈球形,小于3：1时,多数颗粒的形状为无定形;当乳化剂Span80的用量为10％,搅拌转速为600r／min时,复合颗粒的形状较规则．在不同的条件下,所制备颗粒的体积平均粒径为9～45μm,比表面积在110～4802／g之间．调节乳化剂用量、搅拌转速、纤维素分子量以及纤维素与SiO2的投料比,能制备出粒径适当、比表面积大的复合颗粒,这些颗粒具有介孔结构,且孔径分布较均匀,机械强度高,适合用作色谱分离填料．     

石墨烯纤维素复合纤维制备及导电导热性能研究

介绍纤维素浆粕的溶解工艺以及石墨烯与再生纤维素复合纤维的制备工艺,并对石墨烯的含量对复合纤维的性能影响进行分析。结果表明:随着石墨烯含量的增加,复合纤维表面的褶皱增多,说明更多量的石墨烯与纤维素纤维复合。随着石墨烯含量增加,复合纤维的机械性能呈现先增加后降低的趋势;导电性增加,最终趋于稳定;导热性能随着石墨烯含量的增加而增加。认为:石墨烯纤维素复合纤维具有良好的导电、导热性能,提高了普通纤维素纤维的附加值,使其在功能性防护纺织品领域具有较好的应用前景。     

可降解自愈合壳聚糖/瓜尔胶水凝胶的制备与性能

可降解自愈合水凝胶在生物医用领域有广泛的应用前景,然而其设计仍面临很大的挑战。用高碘酸钠氧化瓜尔胶（GG）得到醛基化瓜尔胶（AGG）。将AGG与壳聚糖（CS）混合,AGG链上的醛基与CS链上的氨基进行席夫碱（Schiff base）反应形成动态亚胺键,从而得到壳聚糖/醛基化瓜尔胶（CS/AGG）水凝胶。该水凝胶拥有较好的自愈合性和可降解性。利用核磁共振氢谱（1H-NMR）对AGG进行了结构表征,结果表明GG成功被氧化成AGG。利用动态流变性能测试对水凝胶进行模量表征,频率扫描结果表明当CS和AGG的体积比在1∶5时水凝胶储能模量最高为400 Pa;动态交替时间扫描结果表明该水凝胶能在5 min内实现快速自愈合。降解性能测试表明CS/AGG水凝胶在pH=6.8和pH=7.4的环境下7 d内降解率可达65%。所制备的CS/AGG水凝胶的自愈合性和可降解性为其在可降解医用伤口敷料和药物释放等方面的应用提供能了可能性。     

纳米纤维素增强CMC/SiO2复合膜的性能研究

近年来膜技术不断在各个领域渗透,并且应用越来越广,成分单一的膜已经不能满足各领域的需求,尤其在航空航天、军事和国防等特殊领域,对所应用的膜的性能标准更高,通过将两种以上成分复合,使膜功能互补和优化,制备出性能优异的复合膜是当今时代发展的必然趋势。本工作研究将羧甲基纤维素（CMC）与SiO2纳米颗粒和纳米纤维素(CNF)混合,制备出具有较好的耐热性和机械强度的纳米复合薄膜。该复合膜可以在物质分离、生物传感器等方面被深入研究并加以应用。     

气相沉积法的薄膜制备研究

对薄膜的应用现状、气相沉积法制备薄膜的常规方法及高能精密薄膜制备方法作了综述.认为开发薄膜复合处理工艺,实现制膜过程精密控制,以及节能环保的绿色镀膜将会成为薄膜制备新的趋势.     

抑菌可降解包装膜的研究进展

对抑菌材料和可降解高分子材料在食品包装中的应用研究进行综述,以开发具有抑菌性和可降解性的绿色环保型包装膜.归纳了抑菌包装膜中常用的抑菌剂及其抑菌机理、可降解高分子材料(壳聚糖、聚乙烯醇)的研究进展及抑菌可降解包装膜的应用.目前,抑菌可降解膜大多被用于果蔬、肉类等食品的储藏包装,若未来广泛应用于非食品领域,如个人卫生器具、医药用品、环保产品以及一般消费品等,将有望取代传统化石包装材料.     

溶胶-凝胶法制备HPMC/SiO2杂化复合薄膜

采用溶胶-凝胶法(sol-gel)在聚乳酸(PLA)基膜上负载羟丙基甲基纤维素/二氧化硅(HPMC/SiO2)有机-无机杂化层,制备HPMC/SiO2有杂化复合薄膜。表征和测试杂化复合薄膜的结构与性能。结果表明:当HPMC溶液体积分数为6%时,杂化复合薄膜的氧气阻隔性能比PLA薄膜的氧气阻隔性能提高了36倍,同时,杂化复合薄膜的拉伸强度优于PLA薄膜。     

铁电薄膜及其制备技术

具有铁电性且厚度尺寸为数十纳米到数微米的铁电薄膜具有良好的压电性、热释电性、电光及非线性光学特性 ,在微电子学、光电子学、集成光学和微电子机械系统等领域有着广泛的应用前景 ,是目前国际上新型功能材料研究的热点之一。通过综述铁电薄膜及其制备技术研究的新进展 ,给大家介绍铁电薄膜材料的基本特征、性能及应用 ,并重点分析铁电薄膜主要制备技术的优缺点 ,指出了目前铁电薄膜及其制备技术研究需要重点解决的一些问题。     

纳米二氧化钛保鲜薄膜的保鲜机理和制备

纳米二氧化钛复合薄膜作为一种新型的保鲜材料,具有高阻隔性,分解内毒素、除异味和一定的自洁能力,以及可以重复利用的特点,解决了一般食品包装塑料的二次污染的问题,介绍了纳米二氧化钛复合薄膜的抗菌机理、加工方法以及在保鲜包装方面的应用.     

生物基多糖类阻燃改性剂的研究进展

近年来,随着石油资源的日渐短缺以及对材料可持续发展的战略要求,以纤维素、壳聚糖等为代表的可降解生物材料,其大分子具有多羟基结构,在燃烧时具有较高的成炭率,因此利用阻燃改性的生物基材料替代石油基阻燃剂和炭源具有潜在的发展前景.主要介绍了多糖类生物材料在阻燃方面的化学改性或物理复合方法,通过对纤维素、壳聚糖、淀粉、海藻酸盐...     

纳米二氧化钛保鲜薄膜的保鲜机理和制备

纳米二氧化钛复合薄膜作为一种新型的保鲜材料，具有高阻隔性，分解内毒素、除异味和一定的自洁能力，以及可以重复利用的特点，解决了一般食品包装塑料的二次污染的问题，介绍了纳米二氧化钛复合薄膜的抗菌机理、加工方法以及在保鲜包装方面的应用。     

溶胶-凝胶法制备HPMC／Si02杂化复合薄膜

采用溶胶-凝胶法（sol—gel）在聚乳酸（PLA）基膜上负载羟丙基甲基纤维素／二氧化硅（HPMC／SiO2）有机-无机杂化层,制备HPMC／Si02有杂化复合薄膜。表征和测试杂化复合薄膜的结构与性能。结果表明：当HPMC溶液体积分数为6％时,杂化复合薄膜的氧气阻隔性能比PLA薄膜的氧气阻隔性能提高了36倍,同时,杂化复合薄膜的拉伸强度优于PLA薄膜。