纳米纤维素增强树脂基复合材料的研究进展
2021-12-21籍常赫刘群华
中国造纸 2021年11期
籍常赫 刘 文,* 刘群华
(1.中国制浆造纸研究院有限公司,北京,100102;2.制浆造纸国家工程实验室,北京,100102)
从工业革命以来,石油和煤炭加速消耗的趋势越来越显著,按照这种速度,这些不可再生的矿物能源将在不久的未来消耗殆尽,能源耗尽的焦虑情绪已经开始四处蔓延。而且,由于工业界大量使用传统石油基聚合物产品已经使生态环境受到了威胁,如引发全球变暖和塑料污染等问题。发展可再生能源的利用技术,已经成为人类的当务之急。纤维素是地球上最古老、最丰富的天然高分子,是重要的生物可降解性和可再生性的生物质资源之一。它来源于绿色的陆生、海底植物和动物体内。因此,科研工作者们试图利用纤维素寻找解决当今能源问题的突破口。在纳米尺寸范围操控纤维素分子及其超分子聚集体以得到新型功能性材料是现今纤维素科学的前沿领域[1]。通过机械加工或化学方法将天然植物纤维原料的尺寸处理到纳米级别制备得到了纳米纤维素[2],纳米纤维素不但保留了植物纤维原有的质轻、亲水和可生物降解等特点,同时还具有纳米材料特有的大比表面积、小尺寸效应和高强度等性质[3]。将其作为增强相应用于树脂基复合材料中可以表现出比微观或宏观纤维素复合材料更好的性能。因此,纳米纤维素在汽车、包装、电子以及生物技术等行业的应用研究日益受到人们的重视。表1为纳米纤维素与常见材料的性能对比。……
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