纳米纤维素的制备及其在水凝胶领域的应用研究进展
2021-12-21李明星周奕杨代宇超陈淑芳蒙文萍黎庆涛
中国造纸 2021年11期
路 洁 李明星 周奕杨 代宇超 陈淑芳 蒙文萍 黎庆涛
(广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁,530004)
纳米纤维素是指将植物或动物纤维素纤维解纤分离得到直径为纳米级别的生物质材料,其可通过“自上而下”和“自下而上”两种方法制得。“自上而下”是指通过物理机械法、化学法或酶解法制备纤维素纳米晶体(CNC)和纤维素纳米纤丝(CNF),“自下而上”是指通过生物法和静电纺丝法分别制备细菌纤维素(BC)和静电纺丝纤维素纳米纤丝(ECNF)[1]。纳米纤维素具有储量丰富、比表面积高、可化学修饰程度高、生物相容性好和可再生等优势[2-4],此外其表面羟基易发生羧化、磺化、接枝和乙酰化等反应[5],可作为光学材料、医学材料、增强复合材料和导电复合材料等广泛应用。
水凝胶作为一类具有三维网络结构介于液体与固体间的高分子聚合物,近十年来凭借其良好吸水性、保水性、生物相容性和分子可设计性等特点,于农业工程、生物医药、污水处理和能源电子等领域广泛应用[6-9],如图1所示。纳米纤维素的加入使水凝胶亲水基团和交联网络密度增加,进而改善传统水凝胶生物降解性和力学性能较差等不足。纳米纤维素基水凝胶作为一类新型高吸水性多孔纤维素软材料,以其良好力学性能、生物降解性和生物相容性拓展纳米纤维素在材料领域应用范围[10]。当前,纳米纤维素基水凝胶作为多学科交叉领域中研究较为广泛的新型高分子材料,其研究方向已逐渐由基础科学研究向特定应用领域拓展,多功能型纳米纤维素基水凝胶已成为国内外研究热点。……
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