剑麻纤维素微晶的制备与表征

通过对剑麻纤维进行预处理、碱处理、酸解等步骤制备剑麻纤维素微晶,采用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、偏光显微镜(POM)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)和热重分析(TGA)等方法对产物进行了表征。红外谱图分析表明,所制备的剑麻纤维素微晶的主要成分为纤维素;而XRD、POM和SEM结果表明,剑麻纤维素微晶以纤维素Ⅰ的形式存在,长度尺寸在50μm^150μm之间,直径10μm左右;DSC和TGA热分析结果表明,剑麻纤维素微晶在323.7℃处有一尖锐的结晶熔融吸热峰,其初始热分解温度达到337℃,比普通剑麻纤维的初始热分解温度提高60℃,并且其在700℃时的最后残留物仅为0.05%。

剑麻纤维素微晶/酚醛树脂复合材料的力学性能和摩擦性能

采用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)对自行制备的剑麻纤维素微晶(SFCM)进行表面改性,采用双螺杆挤出机对SFCM与酚醛树脂(PF)进行熔融共混,采用模压成型方法制备SFCM/PF复合材料。研究不同SFCM含量的SFCM/PF复合材料的力学、摩擦学性能,并采用扫描电镜(SEM)观察磨损面的形貌。结果表明,SFCM的加入能有效提高复合材料的力学性能和摩擦性能,当SFCM含量为6%时,复合材料的冲击强度提高了55.56%,SFCM含量为4%时,复合材料的弯曲强度提高了31.37%;SEM观察发现,改性后的SFCM为微纤维形态,径向尺寸为10μm;热重分析表明,改性SFCM初始分解温度比剑麻纤维提高了60℃。

剑麻纤维素微晶增强聚丙烯复合材料的性能研究

以硅烷偶联剂(KH550)改性后的剑麻纤维素微晶(SFCM)为增强材料改性聚丙烯(PP),以聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为二者的相容剂,采用熔融共混法制备PP/SFCM复合材料,研究了SFCM对PP/SFCM复合材料的力学性能、耐热性、流动性及熔融结晶行为的影响。力学性能测试表明,SFCM的加入可有效改善PP的强度和刚性,当SFCM的质量份数为9份时,复合材料的力学性能最佳,其拉伸强度和拉伸模量分别提高了15.3%和22.6%,弯曲强度和弯曲模量分别提高了24.6%和35.4%,缺口冲击强度提高了14.9%。热性能及流动性能测试表明,SFCM可提高PP/SFCM复合材料的维卡软化温度,而降低材料的熔体流动速率。DSC研究表明,SFCM可提高复合材料的熔融温度、结晶温度及结晶度。

剑麻纤维素微晶(壳聚糖/聚对苯乙烯磺酸钠)层层自组装及其复合材料的热性能和阻燃性能

采用层层自组装法,在剑麻纤维素微晶(SFCM)表面交替吸附壳聚糖(CH)和聚对苯乙烯磺酸钠(PSS)构筑CH/PSS阻燃涂层,采用Zeta电位、热重分析、场发射扫描电镜、垂直燃烧测试和燃烧量热等手段对复合材料的结构和性能进行表征。结果表明,CH/PSS涂层已经成功包覆在SFCM表面;随着吸附CH/PSS层数增加,复合材料的初始分解温度由302℃降低至237℃,残炭率由4.76%提高至27.34%;与纯SFCM相比,SFCM(CH/PSS)5点燃时间延长了1倍,残炭率提高到35.3%,最大热释放速率峰值(pkHRR)和热释放总量(Total HR)分别减少了87%和51.6%,说明构筑的自组装涂层明显提高了SFCM的阻燃性能。

剑麻纤维素微晶/酚醛树脂力学性能和动态力学性能的研究

采用硅烷偶联剂KH550对从剑麻中提取的剑麻纤维素微晶(SFCM)进行改性,对SFCM与酚醛树脂(PF)进行熔融共混、用模压成型工艺制备SCFM/PF复合材料,研究SFCM含量对复合材料的力学性能、动态力学性能、蠕变和应力松弛性能的影响。结果表明,与PF相比,SFCM/PF复合材料的冲击强度和弯曲强度分别提高了54.94%,31.37%,储能模量提高了30%,玻璃化转变温度提高了41℃,蠕变和应力松弛性能也得到了提高。

纳米纤维素微晶的制备、改性及其应用

纳米纤维素微晶(NCC)具有多种优良性能,成为纳米技术研究的热点。综述了NCC的化学制备方法,主要包括酸水解法、酶解法和纤维氧化降解法;对NCC的改性技术进行了介绍,主要包括乙酰化改性、阳离子化改性、硅烷化改性、羧基化改性及聚合物接枝;并对其在复合材料、医药及食品等领域的应用进行了介绍;最后概述了NCC的发展前景。

SiO_2/剑麻纤维素微晶的制备及对环氧树脂的改性

通过溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源、乙醇为溶剂、盐酸为催化剂,在剑麻纤维素微晶(SFCM)表面包覆上了一层连续、致密的二氧化硅(SiO2),制得二氧化硅包覆剑麻纤维素微晶(SiO2-SFCM)。采用红外光谱和扫描电子显微镜对其结构进行表征,并与环氧树脂(EP)复合制备了SiO2-SFCM/EP复合材料,研究了SiO2-SFCM对EP复合材料力学性能的影响。结果表明,SiO2包覆层增强了SFCM与EP之间的界面相互作用,提高了复合材料的力学和热性能。当加入的SiO2-SFCM的质量分数为3%时,复合材料的冲击强度由未改性的16.4 kJ/m2提高到29.4 kJ/m2,热分解温度提高24℃,二氧化硅的包覆率为50%~60%。

磁性纤维素微晶稳定O/W型Pickering乳液特性分析

将磁性纤维素微晶复合物作为乳化剂稳定O/W型Pickering乳液,考察磁性纤维素微晶复合物添加量、油水比及均质次数对Pickering乳液的影响。结果表明:Fe_(3)O_(4)粒子的平均粒径约为10 nm,纤维素微晶经过Fe_(3)O_(4)修饰后平均长度约为14.2μm,表面形态由光滑棒状转变为粗糙形态;纤维素微晶的傅里叶变换红外光谱表明在565 cm;处出现Fe—O键的吸收峰;Fe_(3)O_(4)、纤维素微晶和磁性纤维素微晶复合物的接触角(θ)分别为46.67°、42.48°、69.58°;稳定Pickering乳液的最佳条件:磁性微晶复合物的添加量1.5 g/100 mL,油水比3∶7,均质次数2次;磁性微晶复合物初始磁化强度值为56.8 emu/g,经5次重复使用后磁化强度值降为4.2 emu/g。

熔融法制备热塑性木薯淀粉/剑麻纤维素微晶复合膜

采用熔融法制备了热塑性木薯淀粉/剑麻纤维素微晶(TPS/SFCM)复合膜,研究了不同SFCM用量下,复合体系相互作用变化、断面形貌、热性能、加工流变行为、拉伸性能、热稳定性、吸湿率、透光率、降解性能等的变化规律。结果表明,SFCM和淀粉间可形成氢键,二者界面相容性良好;随SFCM用量增加,复合材料的熔融温度增加,塑化峰转矩和平衡转矩增大;SFCM可有效提高复合膜的力学性能、热稳定性和耐水性,当加入12份SFCM后,复合膜的拉伸强度和弹性模量分别为6.1 MPa和237.1 MPa,较纯TPS膜提高了27.1%和254.9%,失重速率峰温提高6.2℃,平衡吸湿率减少4.2%;复合膜的透光率和降解率随SFCM用量增加而有所降低。

载甲钴胺香蕉纤维素微晶/PLGA介孔材料的制备及性能

从香蕉树皮中提取香蕉纤维素微晶,将甲钴胺、香蕉纤维素微晶和乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)制备成载甲钴胺香蕉纤维素微晶/PLGA介孔材料。运用SEM、BET、TG-MS和FTIR对产物进行了表征;采用紫外分光光度计对载甲钴胺介孔材料进行了载药率、包封率、体外释放度测定。红外谱图分析表明,所制备的香蕉纤维素微晶的主要成分为纤维素;BET法测定结果表明,载甲钴胺香蕉纤维素微晶/PLGA介孔材料的平均孔径(4V/A)(V为孔体积,A为表面积)为17.89 nm;TG-MS结果表明,载甲钴胺香蕉纤维素微晶/PLGA介孔材料分解温度约为300℃;体外释放实验表明,该材料对甲钴胺有较好的控释作用,药物释放遵循零级释放动力学方程。

花生壳微晶纤维素改性聚乳酸的性能及机理

花生壳采用碱解、酸解、脱色等处理后制得微晶纤维素(MCC),将其作为填料加入到聚乳酸(PLA)中,通过溶液流涎成膜的方法制得不同MCC含量的MCC/PLA复合膜。分析了碱解过程中氢氧化钠浓度对MCC收率的影响、MCC含量对MCC/PLA复合膜性能的影响及其作用机理。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、万能力学试验机等对MCC及MCC/PLA复合膜结构及性能进行表征和分析。结果表明,花生壳通过碱解、酸解、脱色等处理,将木质素等物质大量去除,制得MCC;MCC的加入,影响了PLA结晶结构的规整度及完善程度,降低了复合膜的熔融温度;随着MCC含量的增加,MCC/PLA复合膜的拉伸强度和断裂伸长率呈先增加后降低的趋势,均大于纯PLA的拉伸强度和断裂伸长率。当MCC的含量为5.6%时,MCC/PLA复合膜的拉伸强度为36.5 MPa,断裂伸长率达到最大值1.7%,与纯PLA相比,分别提高了52.1%和30.8%;SEM结果表明,该含量的MCC在PLA中分散均匀,复合膜光滑平整。

紫苏饼粕微晶纤维素酶法制备及表征

该文优化了紫苏饼粕微晶纤维素(Perilla Seed Meal Microcrystalline Cellulose,PSM-MCC)酶法制备工艺,并对其结构与性能进行表征。以紫苏饼粕纤维素(Perilla Seed Meal Cellulose,PSM-CL)为原料,通过响应面法优化酶法制备微晶纤维素的最佳工艺,并对其理化性质及功能特性进行研究。采用傅里叶红外光谱、X射线衍射、热重分析和扫描电子显微镜对PSM-MCC进行表征。纤维素酶酶法制备PSM-MCC最佳工艺为:pH值5.0、PSM-CL和水的料液比1:20 g/mL、加酶量的质量分数为0.4%、酶解温度55℃、酶解时间3 h。在此工艺下,PSM-MCC得率为90.74%,聚合度134。PSM-MCC去除了木质素等杂质,结晶度从49.39%增加到61.37%,与PSM-CL相比,纤维素酶水解制备的PSM-MCC具有更好的热稳定性,其直径较小,为48.26μm,表面呈多孔和层状结构。该研究通过生物酶水解制备的PSM-MCC各项性能优异且符合国家标准,有望被应用在食品、制药和复合材料等多个领域。

微晶纤维素在季铵碱水溶液中的低温溶解研究

选用四甲基氢氧化铵(TMAH)、四乙基氢氧化铵(TEAH)、四丙基氢氧化铵(TPAH)3种季铵碱水溶液为溶剂,通过低温冷冻、室温解冻溶解微晶纤维素(MCC),研究不同温度及不同溶剂浓度下MCC的溶解效果,对不同季铵碱水溶液处理后的MCC的溶解行为进行表征。结果表明:随着冻融温度的降低,3种溶剂中MCC的溶解度整体上均呈现先上升后慢慢趋于稳定的趋势;在不同溶剂体系下,随着季铵碱浓度的增大,MCC的溶解度均呈现上升趋势;当冻融温度为-30℃、溶剂中季铵碱质量分数为35%时MCC的溶解效果最佳,在TMAH、TEAH和TPAH水溶液中MCC的溶解度分别为1.2%、11.5%和7.25%;季铵碱水溶液体系为MCC的非衍生化溶剂体系,其中TEAH能够削弱MCC内部氢键,溶解能力最强;经TEAH、TPAH处理的MCC的结晶度均下降,其中TEAH溶胀处理后MCC的结晶度由63.11%下降到43.71%,TEAH溶解后再生MCC的结晶度下降到30.46%,MCC的晶型由纤维素I晶型转变为纤维素II晶型;3种季铵碱水溶液中TEAH去结晶能力最强,对MCC的溶解效果最好。

丙基噁唑啉改性微晶纤维素增强增韧聚乳酸的研究

利用丙基唑啉(POZ)对微晶纤维素(MCC)进行化学改性得到酰胺化微晶纤维素(AD-MCC),AD-MCC与聚乳酸(PLA)通过熔融共混法制备AD-MCC/PLA复合材料。利用FT-IR、SEM、XRD、TG、万能试验机等研究了AD-MCC的制备条件,并考察了AD-MCC添加质量分数对AD-MCC/PLA的性能影响。结果表明,在甲醇钠催化下120℃反应8 h,可得到POZ接枝率为31.47%的AD-MCC;AD-MCC提高了MCC与PLA的相容性,使PLA力学性能显著提高;添加2.5%AD-MCC可使PLA复合材料的拉伸强度提高26%,断裂伸长率提高61%,冲击强度提高57%。

微晶纤维素改性透水混凝土性能研究

对微晶纤维素(MCC)改性并制备透水混凝土,探究改性纤维素(MCCPA)掺量对透水混凝土力学强度、透水系数和净水性能的影响,并对其水化产物及微观形貌进行分析。结果表明,MCCPA掺量为0.15%时,试件的强度最高,7、28 d抗压强度及28 d抗折强度分别为22.48、29.52、4.16 MPa,较对照组提高了15.16%、9.49%、15.88%。改性透水混凝土工作和透水性能改善,MCCPA掺量为0.20%时,透水系数为3.79 mm/s,较对照组增大了15.90%。重金属离子净化能力较对照组提高,MCCPA掺量为0.25%时,Cu^(2+)和Cr^(3+)去除率分别为67.53%、74.51%,较对照组分别提高19.48%、39.19%。MCCPA与水泥的相容性较好,能嵌入水泥浆体缝隙中优化结构,促进C-S-H凝胶的生成,提高水泥浆体微观结构抗裂性。

天然橡胶/改性剑麻纤维素微晶复合材料的性能研究

以剑麻纤维素为原材料提取剑麻纤维素微晶(SCF),以硬脂酸(SA)为改性剂制备硬脂酸改性剑麻纤维素微晶(SA-g-SCF),研究SA-g-SCF用量对天然橡胶(NR)/SA-g-SCF复合材料性能的影响。结果表明:随着SA-g-SCF用量的增大,NR/SA-g-SCF复合材料的Fmax-FL增大,t90呈延长趋势;与未加入SA-g-SCF的NR胶料相比,加入5份SA-g-SCF的NR/SA-g-SCF复合材料的t90基本不变,而硫化速率指数增大;随着SA-g-SCF用量的增大,NR/SA-g-SCF复合材料的邵尔A型硬度、100%定伸应力和300%定伸应力增大,拉伸强度先增大后减小;SA-g-SCF用量为5份的NR/SA-g-SCF复合材料的断面未有明显的团聚体,其拉伸强度最大(25.4 MPa),综合性能最佳。

微晶纤维素基碳酸钙复合材料对Cd^(2+)和Pb^(2+)的捕集与回收研究

以微晶纤维素(MCC)和碳酸钙(CaCO_(3))为基底,通过冷却活化和离子交换反应制备了MCC@CaCO_(3)复合材料。研究捕集时间、浓度及pH等因素对溶液中Cd^(2+)和Pb^(2+)去除的影响。结果表明,当Ca^(2+)的投加量为0.1 mol、pH值为5时,MCC@CaCO_(3)对Cd^(2+)的吸附容量达503.47 mg/g,对Pb^(2+)的吸附容量达1 076.05 mg/g,去除率99.7%。

微晶纤维素/聚乙烯醇对明胶基复合薄膜性能的影响

聚乙烯醇(PVA)/明胶基材料具有良好的成膜性能和生物相容性,具有广泛的实际应用价值,是一个重要的研究对象。本研究将微晶纤维素(MCC)和PVA分别作为增强材料和共混材料添加到明胶(GL)基材中,改善明胶基复合薄膜的力学性能和阻隔性能。微晶纤维素的添加可赋予MCC/PVA/GL复合薄膜良好的理化性能和应用性能。当基材中添加质量分数5%MCC时,复合薄膜的拉伸强度由14.91 MPa提高到48.02 MPa,热降解温度提高了11.4℃,含水率降低了9.12%。同时,还延长了水蒸气通过PVA/GL薄膜的路径,降低了MCC/PVA/GL复合薄膜的水蒸气透过率。土壤包埋实验表明,MCC的加入加快了复合薄膜的生物降解性能。因此,MCC/PVA/GL复合薄膜可应用于绿色包装领域,如食品包装、药品包装、化妆品包装等。

微晶纤维素的特征分析及其在提升面包品质中的应用

选取了5个厂家生产的微晶纤维素(MCC),利用扫描电镜、傅里叶红外光谱、X-射线衍射仪等方法分析其特征,并将其按质量分数1.0%、2.0%、3.0%,4.0%,5.0%分别添加在面粉中制作成样品面包,对比MCC提升面包品质的效果.结果表明:①不同厂家生产的MCC微观形貌及特征相似.②添加MCC面包的感官评价和微观结构随着MCC添加量发生变化,面包中MCC的质量分数为3.0%时为最佳.

微晶纤维素-热塑性聚氨酯核壳结构气凝胶纤维的制备及性能

为了提高气凝胶纤维的机械强力和隔热性能,采用微晶纤维素(microcrystalline cellulose,MCC)和热塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethane,TPU)同轴湿法纺丝,通过溶剂交换和冷冻干燥,制备具有MCC多孔气凝胶核层和TPU壳层的气凝胶纤维,并对MCC-TPU气凝胶纤维的形貌及化学晶体结构、热稳定性、力学性能和保温隔热性能进行分析测试。结果表明:MCC通过溶解和再生制备成MCC气凝胶纤维后,晶型结构由纤维素Ⅰ型转变为纤维素Ⅱ型;MCC-TPU气凝胶纤维内部具有多级孔隙结构,存在介孔和微孔孔隙(密度0.169 g/cm^(3),比表面积6.460 m^(2)/g,平均孔径17.005 nm);当MCC质量分数为1.5%、TPU质量分数为25%时,所制备的MCC-TPU气凝胶纤维拉伸性能最好,断裂强力和断裂伸长率分别达到2.32 MPa、567.47%,比MCC质量分数为3.0%、TPU质量分数为0%时所制备的气凝胶纤维分别增加了246%和11027%,可以编织成纺织品,具有良好的机械性能和柔韧性;TPU的引入使气凝胶纤维整体的热稳定性得到了提高,MCC-TPU气凝胶纤维与热台温差最高可达22.48℃,整体红外发射率低于0.5,热辐射降低,在高性能保温纺织品领域有着很好的应用前景。