納米纖維素的疏水改性及其在制漿造紙中的應(yīng)用.pdf

1、全世界范圍內(nèi)都面臨的嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題和資源缺乏問(wèn)題，讓人們更加注重纖維素的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用。納米纖維素作為一種環(huán)保型材料，因其具有許多獨(dú)特的優(yōu)良特性，受到各領(lǐng)域研究者的關(guān)注。納米纖維素親水性很強(qiáng)，它們和非極性有機(jī)基質(zhì)不能均勻混合，這極大地限制了納米纖維素應(yīng)用范圍。為了拓展納米纖維素的應(yīng)用范圍，需要對(duì)納米纖維素進(jìn)行疏水改性。本文采用不同木質(zhì)纖維素原料制備納米纖維素，利用疏水試劑對(duì)其進(jìn)行改性，并研究其在制漿造紙中的應(yīng)用。
　　采用TEMP

2、O/NaBr/NaClO催化氧化體系并輔助超聲分散的方法，分別以溶解漿（DSP）、漂白硫酸鹽針葉木漿（KP）和楊木堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿（APMP）為原料，制備納米纖維素。并利用傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）、Zeta電位測(cè)定儀、X射線衍射分析儀（XRD）、原子力顯微鏡（AFM）、萬(wàn)能拉力機(jī)等對(duì)不同原料制備出的納米纖維素的羧基含量、聚合度、表面電荷量、結(jié)晶度、結(jié)晶尺寸、形貌、粒徑分布以及制備的纖維素膜表面粗糙度和強(qiáng)度等性能進(jìn)行了表征與分析

3、。研究結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)氧化和超聲處理，制備出的納米纖維素的氧化度、聚合度、電荷量以及納米粒子的結(jié)晶尺寸、形貌等都有很大區(qū)別。隨著次氯酸鈉用量增加，纖維素的的羧基含量快速增加；與原料相比，納米纖維素的平均聚合度明顯降低；經(jīng)過(guò)TEMPO/NaBr/NaClO氧化體系氧化后，纖維素表面生成大量羧基，懸浮液的Zeta電位的電負(fù)值增加；經(jīng)過(guò)TEMPO氧化超聲處理后，KP、APMP和DSP三種原料的結(jié)晶指數(shù)均有所增加，纖維的晶體尺寸均稍有降低。

4、>　　以溶解漿制備的納米纖維素為原料用十八烷基胺（ODA）通過(guò)靜電吸附作用和納米纖維素形成絡(luò)合物，得到疏水改性的納米纖維素。通過(guò)以不同的羧基/胺基比例改性，得到疏水程度不同的納米纖維素，并通過(guò)FTIR、XRD、元素分析、動(dòng)態(tài)接觸角和熱重分析等手段對(duì)疏水納米纖維素的性質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果表明，該種疏水改性方法在保留納米纖維素結(jié)晶度的情況下可以對(duì)纖維素表面的羧基完全取代，因此納米纖維素的疏水程度得到很大提高，另外，疏水納米纖維素的熱分解溫度

5、也稍有提高。
　　將納米纖維素用作紙頁(yè)的漿內(nèi)添加劑和表面涂布劑，并檢測(cè)加入前后紙頁(yè)的抗張指數(shù)、撕裂指數(shù)、白度、透氣度、施膠度等物理性能參數(shù)，比較作用前后紙頁(yè)的性質(zhì)變化，也比較兩種作用方法對(duì)紙頁(yè)性能改善的情況。研究結(jié)果表明：漿內(nèi)添加時(shí)，納米纖維素可以將紙張抗張指數(shù)提高51％，而疏水產(chǎn)物不會(huì)提高紙頁(yè)的抗張指數(shù)；添加改性納米纖維素會(huì)降低紙頁(yè)的白度；根據(jù)加入的納米纖維素的量不同，紙頁(yè)的透氣度會(huì)有不同程度的降低；納米纖維素的加入會(huì)增加紙頁(yè)的