纤维素纳米晶的性能及应用研究进展
2021-12-20丁姜鑫褚特野桑爱林
棉纺织技术 2021年12期
关键词:改性
李 娜 丁姜鑫 褚特野 桑爱林 董 震
(1.南通大学,江苏南通,226019;2.江西恩达麻世纪科技股份有限公司,江西新余,336600;3.江苏新金兰纺织制衣有限公司,江苏盐城,224600)
随着环保意识的增强,人们对天然绿色纤维的研究关注度不断加大。纤维素纳米晶(以下简称CNC)是去除无定形态纤维素后获得的棒状晶体,由于纤维素在自然生长过程中常伴生半纤维素、木质素及果胶等物质,通常在提取CNC前需进行一定预处理,以去除这类胶质[1]。依据使用试剂不同,CNC的提取方法可分为酸水解法、TEMPO介导氧化法、酶解法及其他方法。强酸可充分水解去除半纤维素和无定形态纤维素,得到晶粒尺寸小的CNC,但会造成严重的环境问题。与酸水解法相比,TEMPO催化氧化法较温和,提取率较高,但对无定形态纤维素的去除不够充分,表现为结晶度偏小。酶解法不使用化学试剂,但效率较低,工业化成本高,得到的晶粒尺寸也较大。由于CNC具有纳米尺寸、高结晶度、高模量及良好的热稳定性,在织物功能整理、智能可穿戴、印染废水处理及其他领域具有良好的应用潜力。
1 CNC的结构和性能
由于天然胶质及非晶态纤维素被大量去除,CNC具有相对完善的结晶结构,表现出高结晶度、高强度和高模量的特征,且具有良好的热稳定性。此外,CNC结构中丰富的羟基为其化学改性提供了条件,但亦使其在疏水介质中分散较差。
1.1 化学结构
CNC的主要成分是纤维素,大分子由D-吡喃葡萄糖环结构单元以β-1,4糖苷键连接而成,相邻单元以180°角旋转排列。……
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