付俊俊 田彦 陶劲松

摘 要：纳米微晶纤维素（Nanocrystalline Cellulose， NCC）是一种纤维素经酸水解后获得的棒状晶体，由于其原料丰富、可再生、生物兼容性好以及机械性能优良等特点，已成为纳米材料研究领域的热点。本文为探索其进一步改性应用，重点分析了NCC表面存在的基团种类，对其化学改性方法进行了概括，并对其进一步发展应用进行了展望。

关键词：纳米微晶纤维素；表面基团；化学改性

中图分类号：TS7

文献标识码：A

DOI：10.11980/j.issn.0254508X.2018.01.009

The Surface Groups and Chemical Modification of Nanocrystalline Cellulose

FU Junjun TIAN Yan TAO Jinsong*

（State Key Lab of Pulp and Paper Engineering， South China University of Technology， Guangzhou， Guangdong Province， 510640）

（* Email：jstao@scut.edu.cn）

Abstract：Rodlike nanocrystalline cellulose （NCC） can be prepared by acid hydrolysis of native cellulose with sulfuric acid. Because of its advantages of abundance of raw materials， renewable， biocompatible and excellent mechanical properties， it has recently received a great deal of attention in the field of nanotechnology. This paper provided an overview of recent study of functional groups on the surface of NCC， and the modification of NCC. Finally， the development of NCC in the future was prospected.

Key words：nanocrystalline cellulose； cellulose nanocrystals； surface groups； chemical modification

納米微晶纤维素（Nanocrystalline cellulose， NCC）是由纤维素经过改性制备的直径小于 100 nm 的超微细纤维，也是纤维素的最小物理结构单元[1]。目前，随着煤矿、石油等资源消耗量的迅速增长，全球性能源危机及环境恶化使得开发和利用可再生资源成为必然趋势。纤维素作为地球上最为丰富的天然高分子材料之一，具有可再生性、可降解性、成本低廉、储量丰富、生物兼容性和无毒性等优点[23]。1965年Ranby等人首次通过控制硫酸催化降解纤维素纤维制备出了稳定的纳米微晶纤维素（NCC）胶体悬浮液[46]。NCC在一定程度上克服了原纤维不耐化学腐蚀，强度低等由于物理形态造成的缺点，使得性能得到优化，使其具有更广阔的应用范围。自此之后，NCC被认为是一种最具潜力的纳米复合材料，在不同领域逐渐获得极大的关注。近年来出现了许多有关NCC应用于各领域的研究成果，包括许多基础研究[710]、晶型制备[1114]和反应影响因素[1518]，化学表面修饰[19]，复合材料[2022]及悬浮液的聚集及分散等[2324]。虽然目前对NCC的研究较多，但以往的研究大多致力于NCC的制备和应用，目前还没有专门对NCC表面存在的基团类型和数目进行全面的分析研究。……