γ辐照对纤维素纳米纤丝膜结构及性能的影响

目的 为了平衡60Coγ 射线辐照灭菌纤维素纳米纤丝(CNFs)膜的辐照剂量与薄膜性能之间的关系,探究60Coγ 射线辐照剂量对纤维素纳米纤丝(CNFs)膜结构和性能的影响,旨在得到对CNFs膜各项性能指标影响较小的辐照剂量.方法 以蔗渣浆板为原料,采用机械研磨法制备CNFs,采用浇筑法制备CNFs膜,用5～50 kGy的 γ 射线辐照CNFs膜,对膜的表面形貌、化学结构、结晶度、热稳定性、力学性能及阻隔性能等进行测定.结果 随着辐照剂量的增加,CNFs的纤丝状开始变得粗细不均,说明辐照致使CNFs发生了氧化降解;此外,经辐照处理的CNFs膜的拉伸强度下降,而弹性模量增强,当辐照剂量为5 kGy时,样品膜的拉伸强度仅仅降低了1.8％,而弹性模量增加了15.1％,此时CNFs膜的力学性能最优异;阻隔性实验结果表明,辐照对CNFs膜的阻隔性没有显著性影响,但经10 kGyγ 射线辐照处理的CNFs膜的氧气透过量和水蒸气透过量相较于未辐照处理的样品膜依次下降了约6.2％和4.1％,此时,样品膜阻隔性能最佳;此外,γ辐照会使CNFs膜的亲水性下降,结晶度增大,热稳定性降低.结论 适量的60Coγ 射线辐照可以使CNFs膜的刚性有一定程度的增加,且薄膜的其他各项性能受影响较小,60Coγ 射线辐照的CNFs膜在包装中具有一定的应用前景.     

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。      

纳米纤维素的光电子性能及器件应用综述

纳米纤维素是一种近年来发展迅猛的具有胶体活性的材料，它具有携带可控电荷基团、化学活性高、光学活性高、质量轻、价格低及环境友好等特点，正在快速占领导电材料、显示器、传感器、晶体管、射频器件、发电机、发光二极管等光电子器件及关键材料领域的重要地位。目前，纳米纤维素在光电子材料器件的应用依然存在不少挑战，且纳米纤维素的光电子性能及其器件也未见报道。诸多科学问题和技术难点包括如何从纤维素出发赋予该种光电子新材料性能（胶体颗粒维度、化学基团、亲水性）、如何满足光电子器件结构加工对材料性能的要求、如何明确材料物理化学性质与器件制备的关联机制等需要总结和讨论。本文简单介绍了具有代表性的几种纳米纤维素的制备和特性，着重介绍了纳米纤维素的光电子特性，如光学透过性、光学干涉、散射、液晶手性特性等，列举和讨论了纳米纤维素在太阳能电池基板、智能响应反射涂层、光纤等领域的应用和存在的问题。本文有助于建立纳米纤维素关于制备、微观形貌特征、胶体颗粒尺度效应、关键物化特性和光电子器件性能之间的逻辑关系，可确定构建纳米纤维素相关的新器件结构的设计准则和理论根据，还可为纳米纤维素在乳液、薄膜、模板材料、储能器、电极、纸电...     

橡胶木纤维素纳米纤丝的制备

目的以橡胶木为原料制备纤维素纳米纤丝。方法通过化学预处理结合高强度超声处理的方法制备纤维素纳米纤丝;使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TG)、紫外分光光度计(UV)和万能材料试验机等设备对其结构和性能进行研究。结果橡胶木纤维素纳米纤丝的直径为3～10nm,保留了天然纤维素Ⅰ型结构,具有较好的热稳定性,并且制备的薄膜具有较好的力学性能和透明度。结论以橡胶木为原料,通过常规的化学预处理结合高强度超声处理的方法,可以制备出与杨木纤维素纳米纤丝的基础特性相似的纤维素纳米纤丝,并且具有较高的产率。     

纤维素纳米纤丝复合气凝胶的制备与性能研究

以高长径比的纤维素纳米纤丝(CNF)与片层结构的氧化石墨(GO)为原料，采用乙二胺还原和液氮梯度冷冻干燥制备纤维素纳米纤丝/石墨烯(CNF/rGO)复合气凝胶，并通过红外光谱、X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电镜、比表面积(BET)、电化学测试仪等对其进行性能表征。结果表明，所制备的CNF/rGO复合气凝胶具有完整的三维网络结构，当CNF和GO质量比为10∶1时，复合气凝胶的平均孔径为13nm,比表面积为110.2m²/g,在电流密度为1A/g下获得的质量比电容约为156F/g。     

纳米纤维素/壳聚糖复合膜的制备和性能

目的获得力学性能和阻隔性能优异的食品包装用壳聚糖膜。方法通过超声法由糠醛渣纤维素制备纳米纤维素(NCC),将其与壳聚糖(CS)共混流延制备纳米纤维素/壳聚糖复合膜(NCC-CS)。结果复合膜中NCC质量分数为5%时,NCC-CS的拉伸强度比纯CS膜提高了30%,NCC-CS的透湿量比纯CS膜降低了24%。SEM分析结果表明NCC-CS复合膜微观结构致密。FT-IR和XRD的分析结果表明CS与NCC间存在着较强的相互作用。结论 NCC的加入对CS膜的力学性能和阻隔性能的提高有促进作用。     

纳米纤维素晶须对聚乳酸薄膜的结构和力学及阻隔性能的影响

为了改善聚乳酸(PLA)薄膜的韧性和阻隔性能,文中利用流延法制备了不同配比的PLA/纳米纤维素晶须(NCW)复合薄膜,并对其结构、热性能、力学及阻隔性能进行了研究。研究发现,NCW加入后,在PLA基体中分散不均,添加3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)为界面改性剂后,其在基体中的分散性明显改善;NCW的加入会提高薄膜的玻璃化转变温度、结晶温度和熔融温度,对PLA的结晶有促进作用,并能明显提高薄膜的热稳定性;NCW加入后,会导致薄膜的拉伸强度和模量的降低,但当APTS添加后,薄膜的强度和模量有所改善,薄膜的断裂伸长率会随着NCW含量的增加而明显增大;另外,NCW的添加有助于薄膜阻隔性能的提高。     

纤维素纳米纤丝增强聚合物纳米复合材料的研究进展

纤维素纳米纤丝具有优异的力学性能和天然的纳米网状结构,在其增强的聚合物复合材料中发挥了重要作用。本文综述了纤维素纳米纤丝增强亲水性聚合物(酚醛树脂、聚乙烯醇、淀粉等)及非亲水性聚合物(环氧树脂、聚乙烯、聚乳酸等)复合材料的加工制备与主要性能。针对纤维素纳米纤丝制备成本高、与非亲水性聚合物结合强度低等关键问题,提出了开展进一步研究的建议。     

纳米纤维素/聚酰亚胺气凝胶制备与性能研究

纳米纤维素气凝胶由于其良好的生物相容性、可再生性、可降解性以及较高的孔隙率等优异性能,在建筑隔热领域有着十分广阔的应用前景。为了更好地提升纳米纤维素气凝胶的保温隔热性能和力学性能,引入聚酰亚胺,制备了一种具有规则孔隙结构的复合纳米纤维素气凝胶。通过SEM、导热系数测试仪、红外成像仪等测试方法对其结构和性能进行表征。结果表明,当CNF∶PI的质量比为1∶1时,复合气凝胶的结构规则,孔径较小,在15～18μm左右,密度低至0.0413 g/cm³,压缩强度可达0.33 MPa,导热系数低至0.03159 W/(m·K),具有最优异的综合性能。     

聚乙二醇对纤维素纳米晶体/聚羟基丁酸戊酸酯复合材料性能的影响

为了探讨聚乙二醇(PEG)对纤维素纳米晶体(CNCs)/聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)复合材料性能的影响规律,采用熔融共混法制备了PEG-CNCs/PHBV复合材料。采用环境扫描电镜(ESEM)、DSC、偏光显微镜(POM)、TG、力学试验机表征了复合材料的界面形貌、结晶性能、力学性能。结果表明,PEG的加入使CNCs/PHBV复合材料的断面由光滑变得粗糙,断口凹凸不平;PEG-CNCs/PHBV复合材料球晶尺寸减小,球晶结构产生缺陷,熔融过程转变成两个熔融峰,熔融温度T_m从167.8℃下降到165.1℃,此外,PEG的加入增加了复合材料分子链的移动性,结晶变得困难,结晶度X_c从54.3%下降到50.2%,熔融结晶温度T_(mc)从99.8℃下降到73.5℃;PEG的加入提高了CNCs/PHBV复合材料的冲击强度和拉伸断裂伸长率,25wt%PEG添加量时,较纯PHBV最大增幅分别为56.4%和96.3%,但杨氏弹性模量和拉伸强度不断下降;PEG的加入使复合材料热解过程由一步热解转化成两步,25wt%PEG添加量时,第一步热解中的最快分解温度(T_(max1))从281.5℃上升到285.3℃;第二步热解中的最快分解温度(T_(max2))从371.5℃上升到394.3℃。因此,PEG的加入可以改善CNCs与PHBV界面相容性和结晶性能,从而提高CNCs/PHBV复合材料韧性、塑性和热稳定性。     

鲍鱼壳的结构和力学性能

以皱纹盘鲍鱼壳为对象,研究了其结构与力学性能之间的关系.研究表明,鲍鱼壳主要由方解石和文石构成,且外层为方解石,内层为文石.鲍鱼壳的力学性能随其加热温度的升高而明显降低,密度也呈现同样的变化,说明鲍鱼壳中所含有的少量有机质随着加热温度的升高而减少,致使鲍鱼的力学性能明显下降.     

溶解工艺对离子液体法纤维素膜力学性能的影响

利用1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)为溶剂制备纤维素膜,探讨了浆粕种类、浆粕质量分数、溶解条件等对纤维素膜力学性能的影响。研究表明:聚合度为1460,质量分数为6%的针叶木浆,在溶胀8h,90℃溶解条件下制得的纤维素膜有较好的力学性能。     

纳米纤维素晶/醋酸纤维素共混超滤膜材料的研究

采用浸没沉淀相转化法制备了纳米纤维素晶(CNC)/醋酸纤维素(CA)完全环境友好的共混膜材料,考察了在铸膜液中添加不同质量分数的CNC对共混膜各方面性能的影响。通过超滤装置测定了共混膜的水通量、截留率、含水率和孔隙率;通过万能试验机、环境扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)对超滤膜进行了力学性能、形貌结构和热稳定分析。结果表明,随着CNC含量增加,共混膜的孔隙率呈增长趋势,由40.8%提高到66.4%,大孔由原来的规则圆形漏斗状变为狭长椭圆状且互相连通,水通量和拉伸强度呈先上升后减小的趋势。当CNC添加量为0.5%时,共混膜综合性能最优,相比纯CA膜,水通量提高64.7%,拉伸强度提高70%,热稳定性也得到增强。     

多孔再生纤维素/聚乳酸复合材料的制备与性能

通过简易、绿色环保的方法,将纤维素用NaOH/尿素体系进行溶解、再生、冷冻干燥获得再生纤维素(RC)多孔材料,再浸渍聚乳酸(PLA)获得多孔RC/PLA复合材料。该复合材料具有与多孔RC材料相同的开孔结构,超轻,高孔隙率等特性。随PLA的引入,多孔复合材料的三维纤维网络结构向密实片层结构转变,缺陷结构逐渐完善,其压缩强度大幅度提高。RC/PLA的压缩强度和模量相比于RC分别提高了369.8%和633.6%。     

Influence of Carbon Nanofiber Addition on Mechanical Properties and Crystallization Behavior of Polypropylene

1.IntroductionOne of the important applications for carbon nan-otubes(CNTs)is to be used as reinforcing filler,becauseCNTs have unique mechanical properties and large as-pect ratio.Various polymers have been used as the ma-trices to investigate the reinforcing effect of CNTs[1~5].Poly(propylene)(PP)as a common plastic and semicrys-talline polymer has attracted much attention in the re-search of CNT/polymer composites,including the influ-ence of GNTs on the mechanical properties[6~10],cr…     

纺丝工艺对静电纺纳米纤维包芯纱包覆性能的影响

提出了一种制备连续纳米纤维包芯纱的方法,利用接地平行铝片作为接收装置,使得纳米纤维平行地搭接在2块铝片之间,处于2块铝片中央的芯纱通过绕自身纱轴旋转,将取向的纳米纤维卷绕在其表面。研究了平行铝片间距、纺丝电压、纺丝距离以及溶液流量对纳米纤维包芯纱包覆率及耐磨性的影响规律。结果表明,利用该方法制备的纳米纤维包芯纱包覆较为均匀,无露芯现象,并且芯纱表面纳米纤维直径分布均匀,排列整齐且具有良好的取向度。当平行铝片间距为2 cm,电压为17 k V,纺丝距离为14 cm,流量为1.0 m L/h时,电纺过程较稳定,包覆效果较好,包覆率最高可达41.9%,并且所得纳米纤维包芯纱的耐磨性与其包覆率成正相关关系,增磨率最大可达142.3%,同时其力学性能较原纱也有略微提高。     

天然纤维素增强聚乳酸复合材料性能研究进展

目的 生物源高分子材料聚乳酸（PLA）具有优良的力学性能、加工性能和生物降解性，为了降低成本同时获得更优产品性能以扩大产品用途，将其与来源广泛的天然纤维素共混是一种绿色有效的途径。方法 本文从复合材料力学性能、热性能与降解性能等方面进行梳理，综述近年来天然纤维增强聚乳酸复合材料的研究，并提出发展趋势。结论 考察了不同类型、比例和形态的天然纤维与不同的纤维改性技术用于多功能应用的PLA基复合材料的制备和改进，降低成本的同时获得更优产品性能以扩大产品用途。     

再生桑蚕丝素/醋酸纤维素共混纳米纤维的制备和性能

采用静电纺丝法以三氟乙酸(TFA)为溶剂制备再生桑蚕丝素(RSF)/醋酸纤维素(CA)共混纳米纤维。通过扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS)分别研究不同CA添加量SF/CA共混纤维毡的微观形貌,晶体结构及表面化学性质。结果表明:SF中CA添加量小于10%,共混体系静电纺得到的纤维宏观上呈现均一形貌,但纤维直径变粗;当CA添加量大于20%时,SF与CA两者分相,所得纤维的直径分布加宽,并出现两极分化现象。XPS测试结果显示SF/CA共混纳米纤维中CA的"C"元素的特征峰消失,287.8eV和285.0eV处C1s的峰转化为285.0eV处的窄峰。共混后纤维力学性能明显改善。     

甲壳素纳米纤维增强明胶/壳聚糖复合膜的制备及性能研究

通过流延成膜法制备了不同甲壳素纳米纤维(CF)质量分数的CF/明胶(GA)/壳聚糖(CS)复合膜。利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(FE-SEM)、紫外-可见光谱(UV-Vis)等对材料的结构与性质进行了研究。结果表明:低加入量CF在复合膜中分散较好,高加入量CF在复合膜中会形成团聚,CF与GA/CS之间有相对较好的相容性;随着CF含量增加,复合膜拉伸强度呈现先增加而后减小的趋势,而断裂伸长率则随着CF含量增加而持续降低;同时复合膜的水蒸气吸附率和水溶失率都随着CF含量的上升而降低。CF/GA/CS纳米复合膜表现出良好的透明性,较少CF的加入对材料透明度影响不大。