木质纳米纤维/纳米TiO2 复合膜的制备及性能表征
2021-07-04董茂林苏雯皓李程程吉兴香戴红旗卞辉洋
纤维素科学与技术 2021年2期
董茂林,苏雯皓,李程程 ,吉兴香,戴红旗,卞辉洋,*
(1.南京林业大学 江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心,江苏 南京 210037;2.齐鲁工业大学(山东省科学院)生物基材料与绿色造纸国家重点实验室,山东 济南 250353)
纳米纤维素因其原料来源广、长径比大、可生物降解等优点,在光电、包装、生物医药、催化载体材料等领域具有广阔的应用前景[1]。通过干燥、浇铸、喷涂、真空抽滤等方法可将纳米纤维素单独制备成膜,或和其他高分子聚合物混合制备成复合膜材料[2-6]。由于纳米纤维素微纤丝之间的氢键作用,薄膜的拉伸强度和弹性模量分别达到200 MPa 和13 GPa[7]。同时,由于微纤丝之间致密的网络结构,薄膜也具有很好的气体阻隔性能,可用于食品包装和食品保鲜等领域[8-9]。然而,目前大多数文献报道的薄膜均是以漂白浆料制备的纳米纤维素为原料加工获得。木质纳米纤维(Lignocellulosic nanofibril,LCNF)由纳米纤维素和木质素组成,其中的木质素在成膜过程会干扰微纤丝之间的氢键作用,削弱木质纳米纤维之间的结合力,进而导致膜的力学性能下降[10],对食品保鲜包装产品开发与应用带来一定影响。因此,提升木质纳米纤维膜的物理性能具有重要的理论意义和实际价值。
近年来,随着纳米科学技术的不断进步,纳米材料用于材料增强的优势越来越明显。例如,纳米碳酸钙添加到造纸涂料中,不仅可以提高涂层的强度和平滑度,而且能够改善纸张对油墨的吸收性,但纳米碳酸钙分散性能较差,容易絮聚[11];……
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