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文檔簡介
1、納米微晶纖維素(NCC)是從天然纖維中提取的納米級別的纖維素,以其優(yōu)異的性能獲得廣大研究者的興趣,成為目前研究的熱點。另一方面我國是世界上竹類資源最為豐富的國家,素有“竹子王國”的美譽,對竹材的充分利用具有重要的意義。
本文通過單因子實驗研究了堿濃度、H2O2濃度、反應時間、反應溫度和固液比對純化竹粉纖維的影響,確定用濃度為10%的NaOH和濃度為5%的H2O2在75℃下反應4h得到纖維素含量為89.2%的竹粉纖維。用亞氯
2、酸鈉法純化竹粉纖維制備了OB(未漂白)、1B(漂白一次)、3B(漂白三次)和SB(漂白五次)樣品。通過傅里葉紅外光譜(FTIR)表明,大部分木質(zhì)素在第一次漂白過程中已基本去除。由X-射線衍射(XRD)和熱重(TG)可知,隨著雜質(zhì)的逐步去除,無定形區(qū)域中的纖維素分子進行重排,使得竹粉纖維的結(jié)晶度逐步提高,熱穩(wěn)定性增加。
采用單因子和正交實驗相結(jié)合的方法研究了硫酸濃度、反應溫度、水解時間和固液比對竹漿NCC和竹粉NCC得率的影
3、響,在硫酸濃度為60%,反應溫度為45℃,水解時間為90min和固液比為1∶8的條件下制備NCC的得率為32.3%;而在硫酸濃度為5g%,溫度為45℃,時間為90min和固液比為1∶8的條件下水解竹粉纖維得到NCC的得率為30.2%。根據(jù)不同原料制備竹漿-NCC、1B-NCC、3B-NCC和SB-NCC,并對其進行透射電鏡(TEM)、FTIR、XRD、TG和流變性表征。研究發(fā)現(xiàn),竹漿-NCC主要以棒狀和多孔網(wǎng)絡(luò)狀兩種形式存在,且棒狀的直
4、徑和長度都在100nm以內(nèi)。1B-NCC以片狀為主,3B-NCC和5B-NCC均為顆粒狀,尺寸在50nm左右。FTIR和XRD表明經(jīng)過酸處理后,NCC仍然具有纖維素的基本化學結(jié)構(gòu),但因部分無定形區(qū)域被水解掉而使其結(jié)晶度提高。但由于木質(zhì)素的存在,提高程度不同。TG表明NCC因小分子片段、缺陷點以及磺酸基團的存在,熱穩(wěn)定性降低。而不同木質(zhì)素含量的竹粉纖維制備的NCC具有相似的熱重分析曲線。流變性研究表明NCC具有剪切變稀的現(xiàn)象。同時對于較高
5、濃度的NCC,隨著溫度的升高,其粘度增大;對于濃度較小的NCC,則隨著溫度的升高,其粘度降低。
NCC在制漿造紙中的應用研究表明:作為增強劑,單獨添加NCC對紙張的增強效果沒有陽離子淀粉(CS)好,但CS/NCC的增強效果明顯高于單獨使用NCC或CS。同時CS和NCC不同的添加方式也有一定的影響;作為助留助濾劑,單獨加入NCC對紙料和填料具有一定的留著效果,但對漿料濾水性能卻有不利的影響;對于CPAM/NCC而言,當NCC
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