紫外光固化纳米纤维素/聚乙二醇二丙烯酸酯体系固定化脂肪酶的研究

以羧基改性的纳米纤维素(TOCNF)和聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)为载体,通过紫外光固化实现了脂肪酶的原位包埋固定化,建立了紫外光固化TOCNF/PEGDA固定化酶的体系。研究了制备条件对固定化的影响,确定了制备最佳条件:PEGDA为15 wt%,TOCNF为1.0 wt%,光固化时间为60 s,固定化酶表现出95.90%的负载率和1970 U/g的酶活力;研究了固定化酶的酶活稳定性,固定化酶表现出3.10%的酶泄露率,经过20天储存后干燥的固定化酶保留89.91%的相对活性,经过8次重复水解操作后保留84.76%的相对活性。

纤维素纳米纤丝/丙烯酸树脂制备柔性有机发光二极管基材的研究

以漂白蔗渣浆为原料,通过机械研磨法制备了纤维素纳米纤丝(CNF)。通过流延法将CNF制备成纳米纸基薄膜(CNP),并将未干燥的CNP进行丝光化处理得到丝光化纳米纸基薄膜(Me-CNP)。分别在CNP和Me-CNP表面涂布丙烯酸树脂(ABPE-10)制备了涂布纳米纸(CNP-Co)和涂布丝光化纳米纸(Me-CNP-Co)2种纳米纸基薄膜。用CNF稳定ABPE-10制备Pickering乳液后,采用流延法制备了Pickering乳液法纳米纸(CNP-P)。探究不同制备方式对提高纳米纸基薄膜光学性能、热稳定性能和水阻隔性能的影响。结果表明,丝光化处理可以提高CNP的机械韧性;表面涂布和Pickering乳液法制备的纳米纸基薄膜的透明度均大于85%,热分解温度均提高至345℃以上,水接触角均大于90°。此外,纳米纸基薄膜均具有良好的机械柔性。

自修复纤维素纳米晶改性含氟聚丙烯酸酯无皂乳液的制备和性能

采用无皂乳液技术合成了自修复纤维素纳米晶改性含氟聚丙烯酸酯无皂乳液,并将乳液用于织物整理。研究了不同丙烯酸十八酯(SA)用量下的乳胶粒粒径、乳胶膜的疏水疏油性、力学性能和自修复性能,以及整理织物的疏水疏油性和自修复性能。结果表明:当SA质量分数为1.0%时,乳胶粒粒径较小,水/油接触角分别为104.35°和70.25°,拉伸强度为4.17 MPa,断裂伸长率为720.88%,自修复效率为91.49%,表现出良好的疏水疏油性、力学性能和自修复性能。经乳液整理的织物水/油接触角分别为150.70°和127.40°,呈现出优异的疏水疏油性,以及较好的划痕和表面疏水性的自修复性能。

自修复纤维素纳米晶/含氟聚丙烯酸酯的研究

采用RAFT调控的Pickering乳液聚合法制备了纤维素纳米晶/含氟聚丙烯酸酯,研究了引发剂用量和软硬单体配比对乳液和乳胶膜性能的影响,并将乳液用于皮革涂饰。结果表明:当引发剂用量为1.2%,软硬单体配比为7∶3时,单体转化率较大,反应中产生的凝胶量较少,乳胶膜具有较优的拒水拒油性、力学性能和自修复性能。扫描电子显微镜(SEM)结果表明经过乳液涂饰的皮革纤维表面覆盖一层薄膜。涂饰皮革具有较好的拒水拒油性、机械性能和自修复性能。

纤维素纳米纤丝/普鲁兰酶体系对淀粉膜性能的影响研究

本研究分析了纤维素纳米纤丝(CNF)/普鲁兰酶(Pul)体系对淀粉膜性能的影响。结果表明,CNF/Pul体系处理后的淀粉具有更高的短程有序性及更多的双螺旋结构,且淀粉晶型中出现了B型特征峰。CNF/Pul体系处理后得到的淀粉膜具有良好的表面均匀性和机械性能,该膜的拉伸强度从2.44 MPa(Nature-StF)增至7.32 MPa(CNF/Pul-StF),增加了2倍。光/水蒸气透过率测试结果表明,CNF/Pul体系处理后的淀粉膜具有更好的光学透过性,且对水蒸气阻隔性能有一定的增强作用。CNF/Pul体系处理后淀粉膜的光学透过率从49.3%~51.2%(Nature-StF)增至56.1%~60.1%(CNF/Pul-StF),且水蒸气透过系数从9.26×10^(−12)g·cm/(Pa·s·cm^(2))(Nature-StF)减至6.33×10^(−12)g·cm/(Pa·s·cm^(2))(CNF/Pul-StF)。

玉米秸秆纤维素/丙烯酸水凝胶的制备及其吸附性能研究

以玉米秸秆为原料制备纳米纤维素/丙烯酸水凝胶并用于染料废水吸附。首先,采用表面接枝共聚法制备水凝胶,利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TG)对其进行了表征,并进行水凝胶溶胀性能测试。结果表明:水凝胶具有立体蜂窝网状结构,丙烯酸的接枝共聚作用使样品结晶度降低、热稳定性增强。升高温度、碱性介质中水凝胶表现出更好的溶胀能力,但是介质中阳离子价态高溶胀能力下降。最后,对水凝胶吸附亚甲基蓝机理进行了探讨,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,以发生在水凝胶活性基团的单层吸附为主;吸附动力学符合准二级动力学模型,是一种化学吸附。

含木质素的纤维素纳米纤丝的预处理工艺及研究进展

本文重点介绍了制备含木质素的纤维素纳米纤丝的预处理工艺及特点,包括酸法、碱法、2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)氧化法、酶法和低共熔溶剂法等预处理技术,总结了制备的含木质素的纤维素纳米纤丝的特性,并展望了含木质素的纤维素纳米纤丝制备和应用的未来发展方向。

羧基化纤维素纳米纤丝对单片层蒙脱土分散性能的研究

本研究使用纤维素纳米纤丝(CNF)作为分散剂制备分散稳定的单片层蒙脱土(MMT)分散液,探究了CNF羧基含量和长径比对单片层MMT分散液的分散稳定性、平均粒径、黏度和得率的影响。结果表明,2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)氧化的CNF(TOCNF)对单片层MMT的分散性能优于羧甲基化CNF(CMCNF)。当羧基含量为1.24 mmol/g时,TOCNF展现出最佳的分散效果。此时,分散液中主要为单片层的MMT,其平均粒径为317 nm。进一步研究表明,当使用质量分数0.1%的TOCNF(1.24 mmol/g)为分散剂时,其分散MMT的最大初始质量分数为1.5%,此时,超声离心后的单片层MMT得率和质量分数分别为52%和0.78%。

纤维素纳米纤丝对热转印纸表面性能影响的研究

本研究探讨了涂料中添加纤维素纳米纤丝(CNF)对热转印纸表面性能及转印性能的影响。结果表明,随CNF添加量的增加,涂料黏度呈现先减小后增加的变化趋势,当CNF添加量为1%时,涂料黏度比未添加CNF时降低6.30%,适量CNF添加有利于涂料组分的均匀分布;随着涂料中CNF添加量的增加,热转印纸的平滑度、表面强度、Cobb值和转移率均表现为先增加后减小的趋势,打印油墨的干燥速度变化不大;当涂料中CNF添加量为2%时,热转印纸的转移率达最高值(85.41%),与原纸、市售纸样及未添加CNF热转印纸相比,分别高出28.46、15.96和3.93个百分点,说明添加CNF的复合涂料能显著提高油墨的转移率。

麦秆基纳米纤维素过滤膜的制备及对微纳米颗粒的过滤性能

以麦秆为原料,采用对甲基苯磺酸(p-TsOH)结合酶辅助超声处理制备木质纤维素纳米纤丝(LCNFs),通过真空抽滤制备LCNFs过滤膜(LCNF-FM)。研究LCNF-FM的微观形貌、纯水通量、润湿性及对微纳米粒子的过滤性能。结果表明,LCNF-FM由相互交联的纳米纤维网络组成,平均孔径为30.2nm。该过滤膜对细菌及纳米TiO_(2)颗粒均具有良好的截留作用。初步应用于红葡萄酒过滤除菌,其对红葡萄酒中有效成分的保留率均在84%以上,对葡萄酒品质影响不大。该LCNFs及其过滤膜的制备方法绿色环保,在农业废弃物的资源化利用及水处理、食品饮料的净化等方面具有广泛的应用前景。

纳米纤维素光热吸油气凝胶的构建及性能

采用物理吸收法清理石油及石油产品在海上的泄漏是油水分离最具潜力的方法之一。以可降解麦秆基LCNFs(木质纳米纤维素纤丝)为原料,以PVA(聚乙烯醇)为增强相、PDA(聚多巴胺)为光热成分,通过冷冻干燥及MTMS(甲基三甲氧基硅烷)化学沉积法制备具有光热性能的M-LPPA(疏水性LCNFs/PVA/PDA气凝胶)。对M-LPPA的微观结构、接触角、光热转化性能进行表征,并对不同质量分数PVA的M-LPPA的吸油性能进行初步研究。结果表明:M-LPPA为深灰色弹性气凝胶,具有大、小孔互穿的三维网络结构。M-LPPA疏水角均>130°,且随着PVA质量分数的增加而增加。M-LPPA-0.25对不同有机溶剂及轻质油的吸附容量可达43—168 g/g(以每g气凝胶计),其中对二氯甲烷的吸附量高达168 g/g。在一个太阳光下,M-LPPA-0.25气凝胶在5 min内温度可上升至57.7℃,表明其具有良好的光热性能,可以降低高黏度原油的黏度,提高其吸附性能。

甲基丙烯酸接枝纳米纤维素水凝胶的制备及吸附性能研究

本文通过酸解法制备纳米纤维素(nCE),再利用自由基聚合法将甲基丙烯酸(MAA)接枝到纳米纤维素上,得到含有多孔结构的纤维素基水凝胶,并以制备的水凝胶作为吸附剂处理染料废水。用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、和扫描电镜(SEM)技术对其进行了表征。讨论了吸附时间、pH、染料初始浓度、吸附剂用量对染料去除率的影响,优化了吸附条件。并对吸附机理进行了探讨,吸附动力学符合准二级动力学模型,平衡吸附等温线与Langmuir吸附等温方程拟合。通过对吸附等温线的拟合,计算得到了吸附剂对亚甲基蓝(MB)的最大吸附量为1250.00 mg·g^(-1)。

丙烯酸单体接枝纳米纤维素晶须

以K2S2O8为引发剂,在纳米纤维素晶须(NCW)上接枝丙烯酸单体(AA),制备出丙烯酸接枝改性的纳米纤维素晶须。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)等测试方法对接枝产物的性能进行了分析,并采用电导滴定的方法计算了接枝率以及表面取代基团含量。研究了反应条件对接枝率和接枝效率的影响。结果表明,在引发剂浓度为4mmol/L,引发时间为5min,纳米纤维素晶须与丙烯酸单体摩尔比为1∶1.5,反应时间为6h的条件下,得到了接枝率为14.09%的丙烯酸接枝纳米纤维素晶须。实验证明,在NCW上可以接枝上丙烯酸,接枝率为14.09%的产物与NCW具有相似的表面形貌和热性能;TEM分析可知,接枝产物的分散性得到了提高;表面取代基团含量测试表明,接枝产物表面上的亲水性分散基团含量比NCW增加了5倍以上。

聚丙烯酸钠/纳米纤维素晶体-g-聚丙烯酰胺复合高吸水性树脂的制备与表征

先用铈(Ⅳ)盐引发丙烯酰胺(AM)在纳米纤维素晶体(NCC)表面接枝聚合,接枝产物NCC-g-PAM可稳定地分散在丙烯酸钠/丙烯酸混合单体水溶液中,然后以N,N-亚甲基双丙烯酰胺作交联剂通过原位光聚合制得聚丙烯酸钠(PAANa)/NCC-g-PAM复合高吸水性树脂。用红外光谱、X射线衍射、元素分析等方法对NCC-g-PAM进行了表征,通过红外光谱、扫描电镜、溶胀实验考察了NCC-g-PAM的添加对高吸水性树脂结构、形貌和吸水性能的影响。结果表明,NCC-g-PAM中NCC的晶态结构未改变,聚丙烯酰胺(PAM)的含量为59.54%。PAANa/NCC-g-PAM复合高吸水性树脂具有丰富的网孔结构,NCC-g-PAM中的PAM链与PAANa基体间形成了氢键。与PAANa高吸水性树脂相比,PAANa/NCC-g-PAM复合高吸水性树脂的吸水倍率和吸水速率均有所增加,吸水倍率最高可达3000 g/g,是PAANa的3.2倍,吸生理盐水倍率最高可达139 g/g,是PAANa的2.5倍。

均相条件下纳米纤维素晶体接枝丙烯酸

研究了在均相条件下制备接枝率高、均一性好的丙烯酸接枝改性纳米纤维素晶体(AA-NCC)。纤维素原料在65%的氯化锌溶液中高速剪切溶解,再以过硫酸钾为引发剂,使纤维素与丙烯酸单体发生均相接枝共聚反应,进一步进行超声波处理,得到了AA-NCC。采用透射电子显微镜、X射线衍射仪和傅里叶变换红外光谱仪等对AA-NCC的微观形貌、晶体结构、谱学等性能进行表征研究。结果表明,AA-NCC为均匀的球形,粒径约为10nm^40nm,分散性有明显改善。而且AA-NCC具有纤维素的基本化学结构,但其结晶结构发生明显变化,结晶度下降。

聚丙烯酸甲酯接枝改性纳米纤维素

利用羰基二咪唑(CDI)的高活性活化纳米纤维素(NCC),使NCC表面带有高反应活性的碳碳双键。再以2-溴异丁酸乙酯为引发剂,铜丝为催化剂,制备出低分子量的聚丙烯酸甲酯(PMA)。然后采用活性自由基聚合将PMA接枝到活化的NCC表面,制备出PMA接枝改性的NCC。采用凝胶渗透色谱测定合成的PMA的分子量及分子量分布;通过傅立叶变换红外光谱及X射线衍射分析等测试方法对改性前后的NCC的结构和性能进行了分析。实验结果表明,通过单电子转移活性自由基聚合法合成的PMA分子量为2 000,分子量分布窄(分布指数为1.14),并且其成功接枝到NCC表面。

纤维素纳米晶须表面紫外光接枝丙烯酸及其吸附Cu^(2+)

利用紫外光接枝的方法,快速在纤维素纳米晶须(CNW)的表面接枝丙烯酸(AA),通过红外谱图(FT-IR)、核磁共振(NMR)等测试验证了接枝的成功,利用电导滴定测得接枝率为20.04%。透射电镜(TEM)观察到接枝前后颗粒均为纳米级的晶须。研究了接枝产物CNW-g-AA对Cu2+的吸附性能,考察了吸附时间、pH值、吸附温度和Cu2+初始浓度对吸附实验的影响。实验最佳吸附条件为吸附温度30℃、pH值为4、吸附时间为7h,且最大吸附量可达到66mg/g;同时该吸附剂经6次吸附-脱附循环后,吸附量仅降低15%。该吸附行为符合Langmuir准二级动力学模型。

纳米微晶纤维素增强改性聚脲/丙烯酸树脂复合涂膜的性能研究

对纳米微晶纤维素(NCC)增强改性聚脲/丙烯酸树脂(PUA)复合涂膜的性能进行了研究。通过掺入占PUA不同质量分数的NCC来研究其对复合涂膜整体性能的影响。结果表明,随着NCC用量的增大,复合涂膜的拉伸强度先增大后减小。当NCC用量为5%时对涂膜的增强效果最佳,抗拉强度达到12.91 MPa,较未改性的复合涂膜提高了54.98%。而改性复合涂膜的吸水率呈现先减小后增大的趋势,NCC用量为5%左右时吸水率达到最小。5%NCC的加入对复合涂膜的热性能及透光性能影响不大,但改善了复合涂膜的耐高温性能和耐磨性能。

毒死蜱羧甲基纤维素钠接枝聚丙烯酸酯纳米粒子水分散剂的制备与表征

利用甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯为混合接枝单体,采用自由基共聚方法制备羧甲基纤维素钠接枝聚丙烯酸酯共聚物(CMC-g-PAE),采用傅氏转换红外线光谱分析仪和差示扫描量热法(differential scanning calorimeter,简称DSC)对其结构进行表征。以CMC-g-PAE为载体,以毒死蜱(chlorpyrifos,简称CH)为模型农药,利用CH在载体大分子自组装形成的胶束中的增溶作用,制备CH/CMC-g-PAE纳米粒子水分散剂;采用扫描电镜、粒度分析仪、DSC对其形态结构、粒径大小及分布、农药的相态进行研究,探讨载体浓度和药物浓度对其粒径及载药率的影响。结果表明,纳米粒子呈现规则的球形,其平均粒径为200~240 nm,粒径分布较窄;毒死蜱以非晶体相存在于纳米粒子中;纳米粒子的粒径及其对药物的载药率可以通过改变CH和CMC-g-PAE溶液的浓度进行有效调控。

季铵化纳米纤维素增强预油漆纸性能

【目的】为解决预油漆纸用三聚氰胺–脲醛树脂存在甲醛释放等环保问题,开展了利用无醛水性浸渍胶黏剂和涂料制备无醛预油漆纸的应用技术研究。【方法】以季铵化纳米纤维素改性水性丙烯酸酯乳液作为浸渍胶黏剂制备预浸胶纸,并在表层辊涂水性丙烯酸酯类涂料制备预油漆纸。利用X射线光电子能谱仪(XPS)、热重分析仪和万能力学试验机分别对预油漆纸的表面化学基团和元素含量变化、热稳定性能和拉伸性能进行分析和测试。【结果】原纸经浸渍季铵化纳米纤维素增强水性丙烯酸酯乳液并涂饰油漆后制备的预油漆纸纵向抗张强度和断裂伸长率分别增加了4.2倍和3.2倍,并且可任意角度折叠,柔韧性能优异。预油漆纸甲醛释放量为0.12 mg/L,达到国内外干燥器法甲醛释放量最严等级—日本标准F星级认证中F^(☆☆☆☆)级(甲醛释放量≤0.3 mg/L)要求。XPS分析表明:与原纸相比,预油漆纸表面化学结构和元素含量发生变化,经过丙烯酸酯胶黏剂和涂料处理后表面疏水性能提高。热重分析结果显示:与原纸相比,预油漆纸的热稳定性能略微下降。除表面耐磨性能和硬度,预油漆纸饰面板的抗冲击性能、耐干热性能、耐湿热性能、耐水性能和耐污染腐蚀性能均能满足GB/T 15102—2017《浸渍胶膜纸饰面纤维板和刨花板》和GB/T 37005—2018《油漆饰面人造板》的要求。【结论】利用季铵化纳米纤维素增强的预油漆纸具有良好的环保和力学性能。