浆料打浆度对木质纤维/CMC复合薄膜光学与力学性能的影响

本文研究了浆料打浆度对木质纤维/CMC(羧甲基纤维素钠)复合薄膜的光学与力学性能的影响。首先,以木质纤维为原料,采用PFI磨浆,获得打浆度分别为12°SR、25°SR、45°SR、65°SR、85°SR的浆料,并对其形态进行了分析;再通过浸渍工艺将由上述浆料抄造的纸张与CMC结合制备出木质纤维/CMC复合薄膜;最后,探究了浆料打浆度对复合薄膜光学、力学性能的影响规律。结果表明:随着浆料打浆度的上升,木质纤维的重均长度逐渐降低,平均宽度略有增加,细小纤维含量增加。木质纤维/CMC复合薄膜的透光率随着浆料打浆度的上升而略有上升(波长550 nm处的透光率均大于90%),而雾度呈现下降趋势;复合薄膜的拉伸强度随着浆料打浆度的提高不断增加,而耐折度呈现先增加后下降的趋势,当打浆度为65°SR时,其耐折度达到最大值1551次。

壳聚糖/纤维素纤维复合纸的制备及性能研究

本研究采用浸渍工艺将壳聚糖填充到纸张的孔隙中形成密实的结构,制备具有优异综合性能的壳聚糖/纤维素纤维复合纸,并对其光学性能、力学性能和耐水性能进行表征。结果表明,壳聚糖分别与桉木浆、苇浆、杉木浆、麻浆纤维制备的复合纸均呈现出优异的光学与力学性能。其中壳聚糖/桉木浆纤维复合纸(70 g/m^2,壳聚糖用量60%)的性能最佳,其透明度为88%,雾度为88%,拉伸强度和韧性分别达到75.0 MPa和7.68 MJ/m^3,平均耐折度超过5000次;同时壳聚糖的加入赋予了复合纸较佳的耐水性,在达到43.9%饱和吸水率时,复合纸厚度仅增大12.5%,且达到38.1%的湿抗张强度保留率。

木质纤维聚合度对高透光率纤维素薄膜力学性能的影响

以氢氧化钠-亚硫酸盐-蒽醌-甲醇(ASAM)法制备的高聚合度针叶木浆为原料,通过调控漂白时间和漂白剂用量制得形态相近、聚合度不同的4种木质纤维;随后,通过浸渍法将羧甲基纤维素钠(CMC)与上述纤维抄造的原纸复合,制得高透光率木质纤维/CMC纤维素薄膜(以下简称薄膜),并研究纤维聚合度对薄膜力学性能的影响。结果表明,在不显著改变纤维形态和结晶度的条件下,提高纤维聚合度可以显著提高薄膜的力学性能(抗张强度、韧性、耐折度、撕裂指数、耐破指数),而其光学性能无明显的变化规律,透光率介于87.9%~89.8%,雾度介于53.6%~64.1%。

PET纤维增强纳米纤维素薄膜撕裂性能的研究

本研究通过添加聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维(直径:2.4μm,长度:0.8 mm)来提升纳米纤维素薄膜的撕裂性能,并探究了PET纤维的添加量对复合薄膜的撕裂性能、拉伸强度、弹性模量等力学性能的影响。结果表明:PET纤维的添加可显著提高复合薄膜的撕裂性能,当PET纤维占比为50 wt%时,薄膜的撕裂指数可达15.4 mN·m^2.g^-1,为纯纳米纤维素薄膜的4.8倍。虽然PET纤维的添加将使薄膜的结构变得疏松,导致其拉伸强度以及弹性模量下降,但最低抗张强度也达到53 MPa,与部分塑料薄膜(如PET薄膜,共聚聚酯(PCTA)薄膜,聚酰胺(PA)薄膜等)的抗张强度相近。

单根木质纤维尺寸对高透光率纤维素复合薄膜雾度的影响

本研究首先通过筛分获得尺寸逐渐减小的4种级分木质纤维;分别将其按照一定间距平行排列在载玻片上,探究单根木质纤维的尺寸对雾度的影响规律;最后,通过浸渍工艺将由木质纤维制备的纸张与羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose,简称CMC)结合,制备高透光率木质纤维/CMC复合薄膜,并探究木质纤维尺寸对薄膜光学性能的影响。结果表明,纤维尺寸与单根木质纤维和复合薄膜的光散射性能成正比,而对透光率影响不显著。随着木质纤维尺寸的减小,单根木质纤维的雾度从7.2%降低至2.9%,纤维素复合薄膜的雾度从83.1%降至71.9%。这说明大尺寸的木质纤维是制备高雾度、高透光率纤维素复合薄膜的理想原料。

高雾度透明纤维素薄膜制备、性能及其太阳能电池应用

将可持续的纤维素材料与电子器件结合是当今学术界的研究热点。高雾度透明纤维素薄膜是一种具有特殊光学性能的纸张。它除了具有普通纸张的优点(可降解、成本低、柔性、质轻等)外,还呈现出高的透光率和优异的光散射性能,可作为绿色光学透明材料应用于太阳能电池,提升电池的光电转化效率。本文首先简要介绍了高雾度透明纤维素薄膜的发展历程;接着,详细总结了高雾度透明纤维素薄膜的制备方法及其性能(如光学、力学、热稳定性、耐水等);然后论述了现阶段这类薄膜在太阳能电池中的应用进展;最后,总结了高雾度透明纤维素薄膜存在的科学技术问题,并对其今后的研究方向以及应用前景进行了展望。