纳米纤维素/生物塑料界面改性方法及其研究进展

纳米纤维素与生物塑料的界面相容性是影响复合材料性能的重要因素,因此,改善两者界面相容性也逐渐成为当前研究的热点。根据近年来其发展历程,综述了生物塑料和纳米纤维素的改性方法,详细介绍了纳米纤维素与聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯、聚己内酯、聚乙烯醇、聚丁二酸丁二醇酯等生物可降解生物塑料复合材料的界面改性研究进展,并对纳米纤维素/生物塑料复合材料的发展进行了展望。     

纤维素纳米晶体的制备及复合工艺

基于国内外研究现状,综述了纤维素纳米晶体的制备方法,总结了纤维素纳米晶体/生物塑料的复合工艺及其研究进展,并指出了两者复合加工过程中存在的问题。纤维素纳米晶体增强生物塑料将成为今后包装材料领域的研究热点,进一步完善复合工艺将是未来此类复合材料实现产业化的关键。     

纳米纤维素基复合材料及其用于柔性储能器件的研究进展

纳米纤维素是一类具有大比表面积、高反应活性、高机械强度、良好生物相容性、优异热稳定性以及可降解等优异性能的纳米高分子材料。根据其来源、特性、制备方法,可大致分成纤维素纳米纤丝(CNF)、纤维素纳米晶体(CNC)、细菌纤维素(BC)三类,三者的微观形态和尺寸大小有所差异。纳米纤维素凭借其高抗张强度,在复合增强材料的填充应用上表现出优异的机械柔韧性,借此将其与导电聚合物、碳材料和金属化合物等导电物质复合,可形成具有优异力学性能和电化学性能的导电复合材料,这类材料在柔性储能器件等领域有着广泛的应用前景。本文重点回顾了纳米纤维素与多种导电物质复合制备导电复合材料的工艺方法及电化学性能表征,并概述了基于纳米纤维素的导电复合材料在柔性储能器件锂离子电池(LIBs)和超级电容器(SCs)上的应用研究进展,在总结相关研究的基础上进一步讨论了上述制备应用过程中存在的问题,并针对此类问题展望了纳米纤维素基导电复合材料在今后研究应用的重点和方向。     

聚乳酸/酯化纤维素纳米晶体共混膜性能研究

以聚乳酸(PLA)为基体,酯化纤维素纳米晶体(ECNC)为添加剂,制备了PLA/ ECNC共混膜。探讨了原始纤维素纳米晶体(CNC)与ECNC对PLA膜的透光率、表面形貌、热稳定性、亲疏水性及力学性能的影响。结果表明,与CNC相比,ECNC与PLA的相容性提高,透光率、热稳定性及力学性能也显著增强;经酯化的纤维素纳米晶体能降低CNC的亲水性,从而增强与PLA的界面黏合力,使CNC在PLA共混膜中的质量分数由小于1%提高到5%。该PLA/ECNC共混膜在包装塑料领域具有潜力,为制备出性能更加优良的可降解包装用塑料提供了一种简单可行的方法。     

共轭导电高分子/纳米纤维素复合材料研究进展

以纳米纤维素为基体材料、共轭导电高分子为功能材料,制备的共轭导电高分子/纳米纤维素复合材料兼具共轭导电高分子良好的导电性能以及纳米纤维素易改性、易成膜、可降解等优良特性,由此而拓宽了二者的开发与应用范围,并促进了导电高分子复合材料的发展。综述了几种典型的共轭导电高分子/纳米纤维素复合材料的研究进展,介绍了聚苯胺/纳米纤维素复合材料、聚吡咯/纳米纤维素复合材料和聚噻吩/纳米纤维素复合材料的制备及应用。     

纤维素纳米晶体增强纳米复合材料的研究

纤维素纳米晶体拥有优良的机械性能和加工性能,并常用于增强纳米复合材料。但加工方法往往会影响其几何尺寸,从而影响其他性能。本文对纤维素纳米晶体的制备以及纳米复合物的加工进行了介绍。     

纤维素改性生物塑料聚羟基脂肪酸酯的研究进展

基于国内外的研究现状,综述了生物塑料聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的改性方法以及纤维素改性生物塑料聚羟基脂肪酸酯复合材料的制备工艺。同时,针对每一种纤维素改性生物塑料聚羟基脂肪酸酯复合材料的制备工艺,具体分析了纤维素改性生物塑料聚羟基脂肪酸酯复合材料结构和性能的变化,指出了每种制备工艺的优缺点。纤维素改性生物塑料聚羟基脂肪酸酯复合包装材料将成为今后包装材料领域的研究重点,且实现绿色生产与进一步改善二者复合后的材料性能,将是实现产业化生产的关键。     

纤维素纳米晶体制备及其在无机纳米复合材料方面的应用

综述了制备纤维素纳米晶体的几种化学方法,包括酸解法、氧化法、酶解法等,并讨论了这几种方法的优缺点。重点介绍了纤维素纳米晶体负载无机纳米粒子复合材料的制备和在催化、酶固定、抗菌剂等方面的应用。     

纳米纤维素在可降解包装材料中的应用

目的综述纳米纤维素在可降解包装材料中的应用研究。方法总结国内外纳米纤维素在包装领域的最新研究,简述纳米纤维素的制备方法与特性,详细介绍纳米纤维素在生物质薄膜材料、生物质发泡材料、缓释抗菌材料和纸张中的应用研究,以及纳米纤维素功能性材料在包装中的研究进展,并讨论纳米纤维素应用在食品包装中的安全问题。结果纳米纤维素性能优异、绿色环保,作为可降解包装材料的增强成分可以提高复合材料的力学性能和阻隔性能,并可赋予材料特殊的功能。结论纳米纤维素在包装领域有着巨大的应用潜力,利用农作物及其剩余物制备纳米纤维素拥有广阔的发展前景。     

纳米纤维素在气体阻隔包装材料中的应用进展

目的介绍纳米纤维素在包装中的应用与国内外的研究现状,阐述纳米纤维素在改善包装材料气体阻隔性能方面的作用机理、作用方式及作用效果,并对纳米纤维素在气体包装材料领域中的应用前景进行展望。方法归纳整理国内外文献,简单介绍纳米纤维素的基本性能和制备,以及纳米纤维素复合材料的制备方法,并重点整理分析纳米纤维素复合材料在阻隔包装材料领域的应用与进展。结果纳米纤维素具有来源广泛、可降解、可再生以及高结晶度等优良特性,在包装材料中加入纳米纤维素可以显著提高包装材料的气体阻隔性能。结论随着对纳米纤维素研究的不断深入,纳米纤维素在气体阻隔包装材料中的应用会越来越广泛。     

纤维素纳米晶增强生物可降解复合纤维研究进展

纤维素纳米晶(CNC)具有高强度、高模量、生物可降解和优良的机械性能，常被用作生物可降解纤维的增强材料。介绍了CNC的来源、制备方法以及表面改性方法，根据近年来国内外对CNC增强生物可降解复合纤维的研究，总结了CNC对生物可降解复合纤维热性能、力学性能、吸水性和抗菌性的影响。     

聚合物复合材料的新进展

论述了聚合物复合材料应用概况及品种发展,如玻璃钢领域聚合物复合材料消费结构,航空航天用高性能复合材料,汽车用PP纳米复合材料,生物可降解PU复合材料,树脂基超杂复合材料,聚合物-纳米粘土复合塑料,木塑复合材料等.并介绍了可降低复合材料制造成本的真空辅助成型技术.     

仿生矿化法制备可降解羟基磷灰石/氧化细菌纤维素复合材料

细菌纤维素是具有天然纳米网状结构的支架材料,对其进行氧化改性后可获得可调控的降解性能。通过仿生矿化氧化改性的细菌纤维素支架,制备了可降解羟基磷灰石/氧化细菌纤维素复合骨组织工程支架材料。观察并分析了仿生矿化过程氧化细菌纤维素的降解和羟基磷灰石的形成,并通过SEM、EDS、XRD对羟基磷灰石在可降解氧化细菌纤维素支架上沉积进行了表征,矿化7天的羟基磷灰石/氧化细菌纤维素复合材料表面和内部均有磷灰石形成,测得磷灰石的钙磷比为1.75,主要为羟基磷灰石,伴有少量碳羟磷灰石。结果表明,使用仿生矿化法成功获得了一种新型可降解羟基磷灰石/氧化纤维素复合材料支架。     

生物质基天然纤维包装材料的研究现状及发展趋势

随着国家“限塑令”与“禁塑令”的推行,塑料替代品的研制成为了当前研究的热点。综述了近年来以生物质纤维及其衍生纳米纤维为基础的绿色包装材料的发展,包括天然纤维增强复合塑料替代品、纸浆模塑基塑料替代品、纤维素和纳米纤维素基可降解塑料替代膜材料等。这些生物质基天然纤维包装材料具有绿色、环保、可降解等特性,具有革新未来绿色包装的巨大潜力。     

生物高分子纳米复合材料在食品包装中的应用

简述了聚合物纳米复合材料的制备及表征方法,主要论述了纳米填料对可降解生物高分子性能尤其是阻隔性的影响。指出了改善纳米填料的分散程度以及与聚合物的相容性是材料开发的关键,如何制备具有高性价比的功能性降解包装材料(如抗菌性)并满足相关法规要求,将会成为新的发展方向之一。     

羟基磷灰石/纤维素复合材料在骨组织工程中的研究进展

自从使用羟基磷灰石复合材料作为生物医用替代材料以来,其制备原料和制备工艺不断得到优化,现已制备出性能接近于天然骨的复合材料。但是羟基磷灰石复合材料还存在很多不足,例如抗压强度和弹性模量达不到天然骨的要求而导致其骨兼容性和骨整合较差,这些缺点严重阻碍了它作为骨替代物的发展。羟基磷灰石/纤维素复合材料不仅具有二者的特点,而且两材料协同产生的优异性能使其更加适用于生物组织工程材料。相比传统的骨替代材料,羟基磷灰石/纤维素复合材料在力学性能、生物活性、生物相容性、生物降解性等方面都有不同程度的改善,并且具有更好的成骨活性,已经基本达到理想组织工程应用的支架材料的要求。在以纤维素为基底材料制备羟基磷灰石复合材料中,已经成功应用的纤维素类包括纳晶纤维素、细菌纤维素、羧甲基纤维素(CMC)等。但是不同的纤维素/羟基磷灰石复合材料之间也存在性能差异,有的纳米复合材料抗压强度较低,只有(1.57±0.09) MPa/cm~3,但是有的纳米复合材料的抗压强度和模量都能接近天然骨。因此近几年来,研究者们除了不断优化制备工艺,主要还在选择合适的纤维素方面不断尝试,并取得了很大的进步。目前,已经有研究者发现CMC/明胶/羟基磷灰石纳米复合材料的抗压强度和模量与人松质骨和皮质骨相似,并且它也能促进细胞的高碱性磷酸酶活性和细胞外矿化,可作为主要承载区的再生骨移植材料。本文介绍了羟基磷灰石与纤维素的特点,综述了各类羟基磷灰石/纤维素复合材料的制备方法以及研究现状,并对其性能进行了探讨,进而对羟基磷灰石/纤维素复合材料的研究发展前景予以展望,希望为制备性能更加良好的骨替代材料提供参考。     

CMC/金属(金属氧化物)复合纳米材料的研究进展

高分子纳米复合材料表现出优异的光、电、热以及力学性质从而引起广泛地关注,而羧甲基纤维素(CMC)是天然生物可降解的线性高分子多糖,是用于制备CMC/金属(金属氧化物)复合纳米材料的绿色反应介质,从而成为复合纳米材料研究的热点。文中综述了CMC/金属(金属氧化物)的制备条件、反应机理、纳米粒子的结晶结构及其特殊的性质。在此基础上,指出了CMC/金属(金属氧化物)复合纳米材料所存在的问题并对其发展趋势进行了展望。     

细菌纤维素复合材料的研究新进展

细菌纤维素是一种新型的纳米级材料,具有高吸水性、高纯度、高结晶度和良好的生物相容性.本文综述了细菌纤维素复合材料在医疗、化工以及食品包装这3个重要领域的研究现状及其代表性成果,提出了利用聚合物渗透、掺杂原子和纳米颗粒修饰等方法制备新型细菌纤维素纳米复合材料,克服单一细菌纤维素材料性能上的缺陷,为其在更多领域的应用提供了思路.     

静电纺丝制备纤维素纳米晶表面接枝聚乙二醇固-固相变纳米纤维

以纤维素纳米晶（CNC）为骨架、聚乙二醇（PEG）为功能性侧链、无毒的草酸为偶联剂,采用了一种绿色的合成方法制备出生物可降解的纤维素纳米晶接枝聚乙二醇共聚物（CNC-g-PEG）,然后通过静电纺丝成功制备出了平均直径约为910 nm的纳米纤维该纳米纤维表现出了优异的固-固相变行为,其相变焓最大可达88.2 J/g,结果表明,该纳米纤维能够作为潜在的固-固相变储能材料。     

纳米纤维素在功能纳米材料中的应用进展

纳米纤维素分为纤维素纳米纤维(CNF)、纤维素纳米晶体(CNC)、细菌纳米纤维素(BNC)。CNF主要由机械法和2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基(TEMPO)介导氧化法制备,呈微纤丝状。CNC主要由酸水解法制备,呈棒状或针状颗粒。BNC由细菌合成,呈纳米纤维网络状。文中综述了纳米纤维素在凝胶、仿生复合材料、导电材料、电极材料、导热材料、电磁屏蔽材料、压电材料及传感器材料领域的应用现状,并对其功能纳米材料未来发展的方向进行了展望。