纤维素与纳米纤维素 目前制备天然植物纳米纤维素的主要方法,有机械法、氧化法、水解法以及其他创新制备方法。 纤维素作为自然界中分布最广、储量最大的天然高分子材料,一直备受关注。 纤维素来源广泛、储量丰富,是构成植物细胞壁的基础物质。棉花、木材、 禾草类植物等均含有丰富的纤维素成分,其中,棉花的纤维素含量接近90%, 是天然的纯度最高的纤维素来源。 每年通过树木、棉、麻、稻草秸秆等植物光合作用的合成量约千亿吨,可谓是取之不尽、用之不竭的天然资源。 作为一种可再生高分子资源,纤维素具有聚合度高、亲水性优良、易于化学 改性、易于形成膜材料与凝胶材料,且可生物降解、生物相容性好等优点,因其独特的结构和优异的性能成为一种可持续、环保的材料,对其应用进行研究成为近年来的热点。 一直以来,纤维素及其衍生材料在建筑、纺织、食品添加剂、石油钻井等传统行业发挥着重要作用,且随着纳米科技的发展,纤维素逐渐向纳米化学、纳米加工技术、纳米复合材料等高附加值领域发展,因此纳米纤维素应运而生。然而,纤维素也存在一些不可忽视的缺点,如溶解性差、热稳定性差、不耐腐蚀等,这些缺点限制了其在某些领域的应用。 随着纳米科技的发展,采用物理机械法、化学法、生物合成法等可获得纳米 级纤维素材料,使纤维素的力学性能、水溶性能、光学性能等得到提高。 近年来,纳米纤维素(NC)的研究与应用发展迅速,除了传统造纸业、纺织业以 外,其在食品、医疗、电子、复合材料等领域均得到广泛研究与应用。 2纳米纤维素的性质 (1)比表面积大。纳米纤维素表面存在很多羟基,可以吸收大量的水,在较低 的浓度条件下便可形成凝胶。 (2)机械性能优异。与常见的金属材料和聚合物材料比较,纳米纤维素的弹性 模量高、密度低。 (3)氢键结合力强。在水中分散后,纳米纤维素颗粒之间在氢键力的作用下会 产生交联,从而使悬浮液可以稳定在。 (4)流变性。研究发现,纳米纤维素悬浮液具有剪切流变性能,当其浓度为3%~5%时,悬浮液的增稠效果最佳。 (5)具有优良的阻隔性。由于其高的结晶性和内聚力,使其成为一种有效的阻 隔剂。 (6)具有可降解性及可回收的特性。 可持续材料科
纤维素与纳米纤维素 目前制备天然植物纳米纤维素的主要方法,有机械法、氧化法、
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2024-12-20 12:02:50
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