不同纤维原料对羧乙基微纤化纤维素膜性能的影响

采用6种不同的纤维原料(漂白硫酸盐阔叶木浆、漂白硫酸盐竹浆、漂白硫酸盐针叶木浆、棉短绒浆、漂白针叶木化学机械浆和玉米芯纤维素)经羧乙基化预处理和机械研磨制备了微纤化纤维素(Microfibrillarized cellulose,MFC),并通过涂布法制备了MFC膜。探讨了原料羧基含量、研磨程度和原料种类对MFC及其膜性能的影响。结果表明,随着预处理后漂白硫酸盐阔叶木浆羧基含量的增加,MFC的保水值由98%增加到538%,MFC膜的孔隙率由37%下降至19%。当羧基含量为0.8 mmol/g时,MFC膜的抗张强度最高,达53 MPa。另外,随着研磨程度(次数)的增加,所得MFC纤丝化程度提高,MFC膜的强度先升高后降低,最高值为75 MPa。在最优的羧乙基化预处理条件和研磨程度下,由6种不同纤维原料制备的MFC膜中,漂白硫酸盐竹浆所得MFC膜的强度最高,为84 MPa,其孔隙率为25%。

羧乙基微纤化纤维素/石墨烯/聚苯胺复合膜的制备与表征

以羧乙基微纤化纤维素为基体,分别采用物理混合法、化学原位吸附聚合法以及物理共混与化学原位吸附聚合相结合的方法经棒涂成型制备了羧乙基微纤化纤维素/石墨烯复合膜、羧乙基微纤化纤维素/聚苯胺复合膜和羧乙基微纤化纤维素/石墨烯/聚苯胺复合膜,对复合膜的微观形貌、化学结构、耐水性、热稳定性、力学性能和电化学性能进行了表征。结果表明,羧乙基微纤化纤维素具有良好的成膜性,可起载体和分散剂的作用。复合石墨烯或聚苯胺后,复合膜的力学性能和电化学性能明显增加。石墨烯可提高膜的热稳定性,聚苯胺可增加膜的耐水性。另外,当10%的石墨烯和30%的聚苯胺复合时,还会对羧乙基微纤化纤维素/石墨烯/聚苯胺复合膜的电化学性能产生协同增效的作用。

羧乙基化法制备纳米纤化纤维素

以阔叶木为原料,采用丙烯酰胺与氢氧化钠溶液对纤维素进行羧乙基化处理,引入羧乙基基团,然后在高压均质的条件下制备纳米纤化纤维素。研究丙烯酰胺用量、氢氧化钠用量、反应温度和反应时间对羧乙基含量的影响。单因素实验最优制备条件为丙烯酰胺用量1.89 g·g^(-1)绝干浆,氢氧化钠用量1.51 g·g^(-1)绝干浆,反应温度90℃,反应时间5h;对不同羧乙基含量的纳米纤化纤维素的性能进行表征,包括:长度、直径、长径比、聚合度和透过率。结果表明:羧乙基含量越高,尺寸和聚合度越小,透过率越高。当羧乙基含量1.89 mmol·g^(-1)时,纳米纤化纤维素的直径为20nm左右,长度为1.5μm左右,长径比为80左右,在800 nm处透过率为83.89%,聚合度为265。