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。     

溶胀超声法纳米纤维素的制备与表征研究

为制备粒径均一、分散性良好的的纳米纤维素,采用硫酸溶胀和高强度超声相结合的方法对棉浆粕进行处理。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射仪和热重分析对纳米纤维素进行表征。结果表明:制备的纳米纤维素呈针状晶须结构,直径为10~30nm,长度为100~300nm。纳米纤维素在制备过程中纤维素结构并未遭到破坏,纳米纤维素的结晶度为83.87%,呈典型的纤维素Ⅰ型结构。纳米纤维素的起始分解温度较原料浆粕大大降低,其热稳定性比原料浆粕差,残炭率高于原料浆粕。     

透明阻燃纳米纤维素/黏土复合薄膜的制备和性能EI北大核心CSCD

先将多层结构的黏土剥离成单片层黏土以提高黏土厚度的均匀性,再借助纳米纤维素在水中优异的空间位阻效应提高黏土在干燥过程中的稳定性以实现黏土在薄膜厚度方向上的有序堆叠,提高纳米纤维素/黏土复合薄膜的透光率,制备了一种透明、阻燃纳米纤维素/黏土复合薄膜。使用SEM、XRD、AFM、TGA等仪器分析和表征了复合薄膜结构、热稳定性和阻燃性。结果表明,当黏土与纳米纤维素质量比为1:1时复合薄膜的透光率达到90%,极限氧指数>60%。     

油茶果壳氧化纳米纤维素-海藻酸钠复合薄膜的 制备及性能

以油茶果壳为研究对象,利用碱煮漂白法提取纤维素,并利用2, 2, 6, 6-四甲基哌啶-1-氧自由基（TEMPO）氧化法,制备TEMPO氧化纳米纤维素（TOCNs）,经离子交联法建立TEMPO氧化纳米纤维素与海藻酸钠（SA）的半互穿交联网络,制得综合性能优异的复合薄膜。对复合薄膜进行了结构表征,力学性能测试,热稳定性和阻氧性能测试。实验结果表明： TOCN/SA薄膜表面平整,有致密的内部层状结构,适量SA和TOCNs具有较好的相容性。当SA的掺杂质量分数达到42%时,TOCN/SA薄膜的断后伸长率较TOCN薄膜增长138.6%,氧气透过率降低15.55%,碳残余量较TOCN薄膜提高21.4%。因此,油茶果壳氧化纳米纤维素TOCN/SA复合薄膜,具有良好的力学性能和热稳定性,同时保持了较好的阻氧性能。     

同质纳米纤维增强制备透明低膨胀系数聚酰亚胺

应用于柔性显示的聚酰亚胺(Polyimide,PI)膜要求高透明性和低热膨胀系数C_TE,而目前高透明聚酰亚胺的C_TE普遍高于40×10?6/℃。本研究采用同质增强法,将高强度的纳米PI纤维与无色透明热塑性含氟聚酰亚胺(PI-F)复合,得到的纳米PI纤维增强PI-F基复合薄膜不仅保持PI-F的高透明,同时具有更低的C_TE和优异的拉伸性能。研究结果表明:纳米尺寸的纤维可减少光透过时发生的散射,使复合薄膜维持了较高的透明性。当纳米PI纤维质量分数为10%时,在可见光区其透光率达到80.5%,与纯PI-F薄膜相比,复合薄膜的C_TE值降低了40.3%,为28.3×10?6/℃。其拉伸强度提高了132.9%,达到107.6 MPa,拉伸模量增大了89.5%,达到1152.2 MPa。      

PLA与NCW复合包装薄膜的形貌与性能研究

为了改善生物可降解包装膜聚乳酸(PLA)的脆性,提高其阻隔性能,制备PLA/纳米微晶纤维素晶须(NCW)复合包装薄膜。采用流延法制备不同配比的PLA/NCW可降解复合包装薄膜,研究复合薄膜的表面形貌、力学性能和阻隔性能等。通过原子力显微镜测试(AFM)可看出NCW在PLA基中的分散情况随着NCW含量的增加而变得不均匀,导致膜表面变得粗糙。力学性能测试表明,当NCW含量为1wt%时,复合薄膜的拉伸强度、断裂伸长率、拉伸模量达到最大值。通过阻隔性能测试发现,随着NCW的加入,复合薄膜的水蒸气和氧气渗透性降低。透光度测试结果说明,加入NCW使复合薄膜的透光率减低。PLA/NCW可降解复合薄膜最佳配比为1wt%。     

聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装薄膜的研究及其在西兰花保鲜中的应用

在能源危机和环境恶化的双重压力下,食品包装逐渐朝着节能环保方向转型。聚乳酸(PLA)因原料可再生且降解性能优异而成为绿色食品包装材料的主力军,用同样具有生物降解性的高强度填充粒子纳米纤维素(NCC)改性聚乳酸,不仅能获得一种高性能复合包装材料,而且还符合可持续发展的时代潮流。本文以聚乳酸为基材、纳米纤维素为改性剂、聚乙二醇(PEG)为界面相容剂,制备得到一系列可降解食品包装薄膜。研究了纳米纤维素含量对复合薄膜表面形貌、热性能、力学性能、渗透性能以及透光性能的影响,考察了不同薄膜包装对西兰花常温贮藏的保鲜效果,并探索了聚乙二醇和纳米纤维素对聚乳酸复合材料降解性能的影响及作用机理。主要研究结果如下:1.采用溶液浇铸法制备一系列不同纳米纤维素含量的聚乳酸/纳米纤维素复合薄膜。利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察薄膜的表面形貌,发现当纳米纤维素添加量小于4wt%时可被聚乙二醇完全包裹并在聚乳酸中均匀分散……2.分别用纯聚乳酸薄膜、PLA/N0/P10复合薄膜以及PLA/N2/P10复合薄膜包装西兰花…….3.将纳米纤维素和聚乙二醇以不同比例与聚乳酸熔融共混制备聚乳酸/纳米纤维素复合材料,随后进行为期60天的模拟体液降解实验……     

高强度透明纳米纤维素纸的制备与性能表征

以毛竹为原料,采用高压均质法、微滤沉积法、聚乙烯醇基体抛光法制备透明的纳米纤维素纸(透明纸)。通过SEM、拉伸试验和UV-Vis测量系统分析了纳米纤维素纸的微观形貌与其力学性能和透光率的相应关系。研究结果表明,多孔网状的纳米纤维素纸(纳米纸)以及抛光处理后的透明纸与传统的A4复印纸相比有着高的拉伸强度,并且网络伸展使其断裂伸长率也有所提高。透明纸的弹性模量和拉伸强度分别为(1.31±0.35)GPa和(120.3±2.1)MPa。同时,采用聚乙烯醇高透明性基体抛光处理对纳米纸的透光性有着明显的改善,透明纸在600nm处的透光率为65%。这种高强度透明纳米纸在柔性光电材料领域有着一定的应用潜力。     

氧化石墨烯/纳米纤维素复合薄膜的制备及表征

目的以纳米纤维素为基材,氧化石墨烯为增强相,制备氧化石墨烯/纳米纤维素复合薄膜。方法分别采用酸碱直接处理法和酸碱交替处理法制备纳米纤维素,采用一步氧化法和循环氧化膨胀法制备氧化石墨烯,观测其形貌,得出最佳制备工艺。测试由最优工艺制备的纯纤维素薄膜和复合薄膜的拉伸和润湿性能。结果酸碱交替处理法制备的纳米纤维素薄膜表面结构清晰,且纤维直径可达50 nm,循环氧化-膨胀法制备的氧化石墨烯片层厚度在纳米级别。当纳米纤维素与氧化石墨烯的质量比为20∶1时,氧化石墨烯/纳米纤维素复合薄膜的拉伸强度达149.68MPa,与纯纤维素薄膜相比增加了19.55%,且复合薄膜的接触角大于纯纤维素薄膜的。结论证实了氧化石墨烯能够增强纳米纤维素薄膜,在一定程度上说明氧化石墨烯/纤维素复合薄膜对水分子的阻隔性优于纤维素薄膜。     

纳米纤维素/CdS纳米复合光电材料的制备和性能

以NaClO2为主要氧化剂,使用氧化漂白桉木浆制备C-6位羧基含量为0.8mmol/g的TEMPO氧化纤维素,然后将其剪切为纳米纤维素(NCC)。再以NCC为基材,以无水氯化镉及硫化钠为前驱体,用声化学法制备了NCC/CdS纳米复合光电材料。用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)以及光电化学实验对复合材料的结构及性能进行表征。结果表明,大量CdS纳米粒子复合在NCC基材上形成NCC/CdS纳米复合材料,CdS晶粒为立方型晶体,大小为7.3nm。用NCC/CdS纳米复合材料形成的薄膜器件在可见光区域的透光率高达60%。这种复合材料可产生1.35μA的光电流,其光电转换效率为微晶纤维素/CdS复合材料的6倍。     

加工芳纶纳米纤维/聚乙烯醇水凝胶制备高强度复合薄膜

芳纶纳米纤维(ANF)具有大长径比、高比表面积、丰富的表面酰胺官能团和优异的力学性能,是制备高强度纳米复合材料的理想构筑单元。本文开发了一种新颖的水凝胶加工策略,用于制备ANF增强聚乙烯醇(PVA)复合薄膜,逐步优化了ANF的含量、水凝胶的预拉伸比和PVA组份的化学交联,表征分析了复合薄膜中ANF的分散、取向、PVA的交联形式及ANF与PVA之间的界面氢键作用,当ANF的质量分数为25wt%、水凝胶的预拉伸比为55%和采用氯化铜交联PVA基体时,复合薄膜的力学性能最优,其杨氏模量和拉伸强度分别高达(14.6±0.3) GPa 和(496.5±10.0) MPa,远远优于文献报道的ANF增强聚合物复合材料。此外,该高强度纳米复合薄膜同时具有良好的透明性和优异的紫外屏蔽性能,透明度大于72.1%,能够屏蔽大于99.98%紫外线,可用做先进包装材料。      

High quality transparent conductive ZnO/Ag/ZnO multilayer films deposited at room temperature

We have fabricated, by simultaneous DC and RF magnetron sputtering, multilayer transparent electrodes having much lower electrical resistance than the widely used transparent conductive oxide electrodes. The multilayer structure consists of three layers (ZnO/Ag/ZnO). Ag films with different film thickness were used as metallic layers. Optimum thicknesses of Ag and ZnO films were determined for high optical transmittance and good electrical conductivity. Several analytical tools such as spectrophotometer, atomic force microscopy, scanning electron microscopy and four-point probe were used to explore the possible changes in electrical and optical properties. A high quality transparent electrode, having resistance as low as 3 Ω/sq and high optical transmittance of 90% was obtained at room temperature and could be reproduced by controlling the preparation process parameters. The electrical and optical properties of ZnO/Ag/ZnO multilayers were determined mainly by the Ag film properties. The performance of the multilayers as transparent conducting materials was also compared using a figure of merit.     

p型透明导电CuAlO_2薄膜的透光性能研究

CuAlO2(CAO)透明薄膜是一种铜铁矿结构p型直接带隙透明氧化物薄膜,该型薄膜样品的可见光透射率高达80%。随着基片温度的升高,薄膜的透射率减小;随着工作压强和靶基距的增大,薄膜的透射率增大;随着退火温度的升高,薄膜的透射率增大,有"蓝移"现象;随着溅射时间的延长,薄膜的透射率减小,也有"蓝移"现象。目前,利用该薄膜已成功制得了透明的臭氧传感器和透明光电板等器件,显示了CAO的应用前景。     

磁性纳米纤维素复合膜的制备

目的用简易、经济的方法制备透明柔性、可折叠、力学性能良好的茶梗纳米纤维素基磁性复合膜。方法以茶梗纳米纤维素晶体(CNCs)为模板,共沉淀合成磁性CNCs;随后将磁性CNCs分散到茶梗纳米纤维素纤丝(NCFs)溶液中;最后通过真空抽滤的方法制备磁性复合膜。结果磁性CNCs在不需要任何分散剂的情况下,可以均匀地分散在水溶液中,具有良好的超顺磁性;磁性复合膜具有良好的光学、力学和磁学性能,当NCFs质量分数为60%时,透光率、拉伸强度和磁化强度分别达到71.3%,75.03 MPa和12.96 A·m~2/kg。结论制备的磁性CNCs具有良好的分散性和磁学性能;磁性复合膜具有较好磁学和力学性能,可考虑在电磁屏蔽、磁电开关等领域进行应用。     

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。     

基于废弃包装纸的纳米纤维素制备及其对淀粉胶黏剂性能的影响

目的探索纸包装废弃物的高附加值利用途径。方法以废瓦楞纸箱、办公废纸和废包装纸板作为原料,采用硫酸法降解制备纳米纤维素;利用所制备的纳米纤维素作为添加剂,加入过氧化氢氧化淀粉胶黏剂中,研究了不同原料、不同添加量的纳米纤维素对淀粉胶黏剂性能的影响。结果纳米纤维素的添加改良了氧化淀粉胶黏剂,当纳米纤维素的添加量为1%时,可以使氧化淀粉胶黏剂获得最优良的性能,此时黏度、干燥速度以及粘接强度均达到最大值,黏度为0.217 Pa·s,4 h时的失水率为43.43%,最大粘接强度为1.243 MPa,3种性能分别提升了5.8%,6.78%,17.26%。结论得到了不同原料制备的纳米纤维素对氧化淀粉胶黏剂性能的影响结果,为废弃纸包装的循环再利用找到了一种方法。     

Pulsed laser assisted reduction of graphene oxide as a flexible transparent conducting material

In this paper, we use a simple and highly-effective pulsed laser reducing method to fabricate flexible, transparent and conducting graphene film. The pulsed laser reducing process was monitored by digital camera and UV-visible spectroscopy. The obtained reduced graphene oxide (r-GO) was characterized by Raman spectroscopy. Based on this reducing method, the resulting r-GO films possessed a transmittance varied from 29% to 74% and a sheet resistance varied from 2.1 MΩ/[square] to 840 Ω/[square], which was very close to chemically r-GO film.     

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。     

ATO/APU纳米复合透明隔热涂料的制备与性能研究

以纳米氧化锡锑(ATO)水性浆料为隔热材料,水性聚氨酯树脂(APU)为成膜物质制备出ATO/APU纳米复合透明隔热涂料。对悬浮ATO粒子的分散稳定性,ATO/APU复合涂膜的物理性能,可见光-近红外透射光谱透过率,隔热性能进行研究。结果表明,纳米ATO粉体通过偶联剂KH-550改性后,与APU复合制得了分散稳定的纳米复合涂料;ATO/APU复合涂料不仅具有良好的成膜性能,而且在保持可见光透过率83.0%时,红外阻隔率达到70%,隔热后温差能保持在6℃左右,复合涂料具有良好的隔热性能。     

Transparent conducting film: Effect of mechanical stretching to optical and electrical properties of carbon nanotube mat

We describe in this paper a transparent conducting film (TCF). It is a fibrous layer of multiwalled carbon nanotubes (MWNTs), labeled a dilute CNT mat, that was prepared and unidirectionally stretched to improve both the optical and electrical properties. After stretching by 80% strain, transmittance at 550 nm wavelength was improved by 37% and sheet resistance was reduced to 71% of the original value. The improvement of the transmittance can be explained by increased area of the CNT mat after stretch, and the reduced sheet resistance can be explained by increased density of the CNT alignment in lateral direction due to contraction. Based on the microscopic observation before and after stretch, models to describe the phenomena are proposed. By further expanding on this method, it may be possible to obtain a transparent conducting carbon nanotube film which is crack-resistant for solar cell applications.