机械处理对花生壳纤维素纳米纤丝的性能影响

利用不同机械力对花生壳纯化纤维素进行逐级开纤处理,研究了不同尺度纤维素纳米纤丝(CNF)的微观形貌,采用抽滤法将CNF制备成膜,对比分析了不同样品的断面特征、力学性能、光学性能以及热性能。结果表明,研磨可从花生壳纯化纤维素中剥离出直径约200nm的CNF,纤丝制备成膜后结构较为疏松,层间距大,再经高压均质和超声连续处理可制备出高长径比花生壳CNF,纤丝直径分布在15nm左右,成膜后在膜断面形成了紧密连续结构。经研磨-均质-超声逐级细化后的CNF膜的透光率可达66.7%,相比研磨膜提高了近40%,同时表现出极佳的力学性能,拉伸强度和杨氏模量分别为181MPa和7.1GPa,较研磨膜分别提高了99%和22%,断裂伸长率亦提升至7.3%。此外,该薄膜的热膨胀系数低至12.2ppm/K,具有优异的热稳定性。