NMMO法纤维素膜的结构与性能

以纤维素为原料，NMMO为溶剂，用相转化法制备超滤膜，并研究了浆粕种类，铸膜液浓度，凝固浴浓度，温度对膜性能和结构的影响，同时对成膜机理也进行了探讨。     

乙基纤维素液晶共混膜的结构与富氧性能

研究了乙基纤维素(EC)的二氯乙酸或冰乙酸溶液液晶结构及溶液浇铸EC/低分子液晶共混膜的结构与富氧性能。结果表明,EC的溶致液晶态呈现Maltese黑十字消光的球晶形态,而且球晶上带有同心圆环的规则指纹结构,有时也呈现无规指纹结构(胆甾液晶特征结构);电场的施加或低分子液晶含量的加大,可使氧气透过系数显著加大,而温度上升却使氧气透过系数和氧氮分离系数同时加大。     

再生纤维素膜及其微孔膜性能的比较

用微相分离法制奋不同孔径的再生纤维素微孔膜。由流速法和电子显微镜测定了它们的孔径,研究了它们的透过性和力学性能,并且与一般铜氨法再生纤维素膜进行比较。结果表明,该膜具有较好的力学强度和韧性,较高的筛分性,特别是这种膜的透水速度比一般膜高两倍。上述性能的改善可归因于微相分离法使膜形成大量直通孔道。此外,本文提出一种格子模型表示一般膜的孔径三维无规分布的维数k与膜孔隙率p_r之间的关系,由此对流速法测定平均孔半径的计算公式修正如下:     

几种纤维素衍生物膜的反渗透性能与膜参数

从CA、CECA、TiCA 不同规格膜的反渗透实验数据和迁移方程,计算了各个膜的迁移参数。结合孔道模型和摩擦模型,求出了其它几种结构参数,讨论了这些参数变化与膜性能和材料性能之间的联系。     

溶剂法纤维素膜的制备改性与气体渗透性能

以N-甲基吗啉-N-氧化物（NMMO）为溶剂物理溶解纤维素，是纺织行业中新兴的Lyocell纤维制备过程中采用的溶解方法．本实验室创造性地借鉴此工艺。以NMMO为溶剂制备出新型纤维素膜．本文介绍了纤维素作为膜材料的优点以及溶剂法新型纤维素膜的制备、干燥、改性以及气体渗透性能等．     

添加剂对乙基纤维素富氧膜性能的影响

研究了不同添加剂对乙基纤维素富氧膜性能的影响。结果表明,低分子向列液晶正庚基联苯腈(7CB)、低分子胆甾液晶油烯基胆甾醇碳酸脂(COC)以及过渡金属化合物二亚水杨基邻笨二胺钴[Co(Salphen)]的添加,皆可以较大程度地改进乙基纤维素高分子富氧膜的性能。过渡金属盐醋酸钴[Co(Ac)_2]仅能提高乙基纤维素富氧膜对富氧空气的透过性,而杂环化合物吡啶(PY)只能提高乙基纤维素富氧膜的氧氮分离性而在某种程度上却降低了对富氧空气的透过性。     

纤维素中空纤维膜的成形条件和性能的关系

以DMSO—PF 为纤维素溶剂制得的浓溶液具有良好的成膜性能。本文研究了成膜和后处理条件与膜性能之间的关系,由不同成膜条件制得一系列平板膜和中空纤维膜具有不同的超滤和透析性能,适于不同的用途。把纤维素中空纤维膜组装成人工肾透析器,可在医院临床上使用,作为肾功能衰竭病人的抢救和经常性治疗的器具。     

一体化冻干机的结构特点和性能介绍

本文介绍了一体化冻干机的结构特点和性能，供读者参考。     

纤维素氨基甲酸酯膜的制备及性能

采用碱/尿素/水体系对实验室自制的纤维素氨基甲酸酯(N%-1.8)在双螺杆中进行低温溶解,过滤、脱泡,得到清亮的纤维素氨基甲酸酯溶液。探讨制膜液浓度、凝固浴浓度、凝固浴温度,凝固时间对再生膜力学性能的影响,并结合FT-IR、XRD、SEM对膜的结构和形貌进行表征。结果表明,制膜液浓度为4.5wt%,凝固浴为H2SO4-8%、HOAc-16%和H2SO4/Na2SO4-7%/9%,凝固温度20~30℃,凝固时间为5min时所得的膜具有较好的力学性能,抗拉强度达到60~70MPa,断裂伸长率为6~10%。     

活化细菌纤维素的结构与性能

分别采用乙二胺和NaOH对BC进行活化,以改善BC在离子液体中的溶解性能,通过正交实验优化了其活化工艺,并研究了活化前后BC的红外光谱、结晶结构、结晶度、聚合度和热分解性能,以及在离子液体[BMIM]Cl中的溶解性能。结果表明,乙二胺活化的最佳工艺为浓度14%,温度60℃,时间90min,氢氧化钠活化的最佳工艺为浓度10%,温度40℃,时间480min。活化后BC分子结构中的氢键作用力减弱,结晶结构发生不完全的转变,结晶度和聚合度下降,热稳定性提高,化学试剂的可及度增加,在离子液体中的溶解时间显著缩短。     

氧化纳米纤维素增强再生纤维素全纤维素复合薄膜的制备及性能

以2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物(TEMPO)氧化松木粉纳米纤维素(TOCNs)为增强相、α-纤维素粉制备再生纤维素(RC)为基体,采用溶胶-凝胶法制备氧化纳米纤维素增强再生纤维素(TOCNs/RC)全纤维素复合薄膜。对不同TOCNs添加量下TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的力学性能、光学性能、氧气阻隔性能和热稳定性能进行研究,并通过FTIR、SEM、TEM、XRD和流变仪对TOCNs和TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的结构、形貌及纤维素溶液流变性能进行表征。结果表明,TOCNs添加量对TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的力学性能有显著影响,当TOCNs添加量(与纤维素基体的质量比)为1.0%时,TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的拉伸强度和断裂能分别可达134.3 MPa和21.51 MJ·m?3,具有最佳的综合力学性能;TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的透光率随TOCNs添加量的增加而下降,雾度随TOCNs添加量的增加而增大,但仍保持较高的透光率(>85%)和较低的雾度(<14%);TOCNs/RC全纤维素复合薄膜还具有优异的氧气阻隔性,TOCNs添加量为1.6%时,其透氧系数仅为1.47×10?17cm3·cm/cm2·s·Pa。TOCNs/RC全纤维素复合薄膜有优于一般塑料薄膜的拉伸强度和氧气阻隔性,并有可媲美于塑料薄膜的透明度,可作软包装复合材料的强度层和阻隔层,在绿色高性能包装材料领域具有广阔的应用前景。      

高透明羧甲基纤维素/纤维素纤维复合薄膜的制备及其力学性能

针对传统电子器件衬底柔韧性差、不可生物降解的问题,研究了以羧甲基纤维素（CMC）和纤维素纤维为原料,结合抄纸和浸渍工艺,制备在柔性电子器件领域具有潜在应用的高透明CMC/纤维素纤维复合薄膜衬底。分别探究了CMC与北木纤维的配比和CMC分子量对薄膜透明度和力学性能的影响。研究了纤维素纤维的种类（北木、桉木、马尼拉麻和蔗渣纤维）对高透明CMC/纤维素纤维复合薄膜力学性能的影响。结果表明：CMC与北木纤维质量比为7∶3、CMC分子量为700 000时,所制备CMC/北木纤维复合薄膜的透明度为90%,拉伸强度约为111 MPa,耐折度达到2 526次。这种可生物降解、高柔韧性、高强度和高透明的CMC/纤维素纤维复合薄膜有望作为衬底用于构建下一代绿色、柔性电子器件,促进人类社会的可持续发展。     

The structure and mechanical properties of sheets prepared from bacterial cellulose

A sheet obtained from bacterial cellulose had a remarkably high modulus of elasticity as reported in Part 1 of this series. The Young's modulus of a sheet prepared by squeezing and drying a gel-like pellicle of bacterial cellulose was found to be > 15 G Pa. In addition, it has been found that treatment of the gel-like pellicles or dried sheets of bacterial cellulose with alkaline and/or oxidative solutions improves the mechanical properties significantly, and the Young's modulus of the resulting sheets approaches 30 G Pa. In this paper, improvement of the mechanical properties of bacterial cellulose sheets by the removal of impurities is investigated and the applicability of bacterial cellulose to diaphragms of electroacoustic transducers is discussed.     

接枝细菌纤维素改性聚乳酸复合材料的制备与性能

聚乳酸(PLA)作为新型的绿色友好材料有非常广阔的应用前景。为有效解决PLA韧性差、结晶速率低等问题,本文提出了以纤维素改性PLA的方法。首先以细菌纤维素(BC)为底物,使L-丙交酯(LLA)在其表面进行原位开环聚合,得到了BC-g-PLA接枝产物;然后将该接枝产物作为增韧剂添加到PLA中,采用溶液浇筑的方法制备得到复合薄膜材料。结果表明：溶液接枝法的反应效率比熔融接枝法更高,接枝率可达到76.60%;通过FTIR、核磁共振波谱仪与XRD对接枝产物进行结构测试,证实了PLA成功接枝到BC表面;通过偏光显微镜观察复合薄膜材料晶体形貌发现BC-g-PLA作为异相成核剂,添加量为0.6%时,对球晶的均匀细化程度最高;通过力学性能测试发现,PLA薄膜增韧改性后断裂伸长率可提高175%,拉伸强度可提高22.7%;通过差示扫描量热仪测试复合薄膜材料的结晶性能,结晶度从未改性的2.53%提高到13.26%,结晶速率也有所增加。     

The structure and mechanical properties of sheets prepared from bacterial cellulose

A preliminary experiment has shown that a sheet-shaped material prepared from bacterial cellulose has remarkable mechanical properties, the Young's modulus being as high as >15 GPa across the plane of the sheet. The mechanical properties were little affected by the fermentation conditions of pellicles and the preparation conditions of the sheets, i.e. the pressing and drying of pellicles. From structural investigations, the high Young's modulus has been ascribed to the unique super-molecular structure in which fibrils of biological origin are preserved and bound tightly by hydrogen bonds. It has also been found that a pulp obtained from bacterial cellulose gives a strong paper and is useful for reinforcing conventional pulp papers and enabling paper-making from some fibrous materials.     

多壁碳纳米管-细菌纤维素复合薄膜的制备及其力学性能

开发和利用绿色生物质材料能够降低石油基聚合物的消耗,但与单根细菌纤维素(BC)相比,BC薄膜表现出较低的力学性能,限制了其应用领域。为协同提高BC复合薄膜的强度和韧性,本文以BC为基体,通过对其碱处理、2, 2, 6, 6-四甲基哌啶-氮-氧化物(TEMPO)氧化处理得到TEMPO氧化的BC(TOBC),并引入羧基化多壁碳纳米管(CNT)作为增强体,采用真空抽滤技术制备出CNT-TOBC复合薄膜,着重探究了CNT的添加对TOBC薄膜力学性能和微观形貌的影响,并探讨其增强增韧机制。研究结果表明:当CNT的添加量为7.5wt%时,CNT-TOBC复合薄膜的力学性能最佳,其断裂应力、伸长率及韧性分别为174 MPa、10.83%和12.01 MJ·m?3,相比纯的TOBC薄膜分别提高了56.76%、144.47%和295.07%,这主要归因于CNT与TOBC间的氢键相互作用、CNT内在高强度及外在增韧机制。研究结果为提高复合材料的界面结合和力学性能提供了一种切实可行的方法,并进一步拓宽了TOBC在柔性电子衬底、智能包装等领域的应用。      

Rheological properties of wood/bacterial cellulose and chitin nano‐hydrogels as a function of concentration and their nano‐films properties

In this study, rheological properties of the Wood Cellulose NanoFibers (WCNF), Bacterial Cellulose NanoFibers (BCNF), and Chitin NanoFibers (ChNF) as well as physical properties of films prepared from each nano‐hydrogel were investigated. Each nano‐hydrogel was prepared in 2 concentrations of 0.5 and 1 wt% for rheological study. Rheological properties were measured using a rotational rheometer. The flow behaviour data were fitted with rheological models. Apparent viscosity was higher in higher concentrations of nano‐hydrogels. Herschel‐Bulkley model was the best model for flow behaviour data fitting. BCNF nano‐hydrogels had the highest hysteresis loop while WCNF nano‐hydrogels had the best structure recovery and lowest hysteresis loop. At LVE (Linear Viscoelastic Region), G′ (storage modulus) and G″ (loss modulus) had a constant value, but as strain increased their values decreased. Storage modulus was found to be greater than loss modulus in all samples during frequency sweep test. BCNF nano‐hydrogel showed the lowest frequency dependency. Chitin nanofilms had the highest elongation and stress value.     

细菌纤维素基电磁功能复合膜的制备与性能研究

以细菌纤维素(BC)基体材料,通过共沉淀原位复合法制备纳米钴铁氧体(CoFe2O4)/细菌纤维素磁性复合膜;并在此基础上,通过原位化学氧化聚合法,制备了聚吡咯/钴铁氧体/细菌纤维素(PPy/CoFe2O4/BC)复合膜,对其结构性能及应用进行研究。结果表明,PPy/CoFe2O4/BC复合膜仍然保持了BC的三维网状结构。当吡咯单体浓度为0.07mol/L时,复合膜由连续的核壳结构构成,电导率稳定在0.4S/cm左右,其电磁屏蔽效能在25dB左右,是一种良好的民用或商用电磁屏蔽材料。