导　　师： 张宏伟

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 纤维素是自然界中含量最丰富的天然高分子碳水化合物,其经过细纤维化制备的微纳米纤维素(Micro-nano cellulose,MNC)具有轻质、高强度、大的比表面积、低的热膨胀系数等优点,在造纸、食品和电子设备等领域应用广泛。微纳米纤维素兼备微米纤维素和纳米纤维素的特性,在造纸领域具有潜在的应用。本文以漂白针叶木浆为原料,经含水量20wt%的N-甲基吗啉-N-氧化物(简称NMMO)溶液预处理结合高速搅拌制备MNC。以溶胀率为评价标准,优化预处理工艺条件,并对MNC进行分析和表征。通过与普通纤维混合抄片的方法,分析MNC用量对纸张增强和填料助留的改善效果。MNC经过超声处理制备出纤维素纳米纤丝(Cellulose nanofibrils,CNFs),利用现代分析技术表征CNFs的形态和性能,并研究CNFs的加入对涂料和涂布纸性能的影响。具体研究内容及结果如下:1.以漂白针叶木浆为原料,NMMO溶液(含水量20wt%)为预处理溶剂,结合高速搅拌制备出MNC。探讨了反应温度、时间、纤维浓度对纤维溶胀率的影响,优化的预处理工艺条件为:反应温度为90℃,时间为2h,纤维浓度为2%,此时纤维的溶胀率可达到63.70%。利用扫描电镜、透射电镜、粒径分析、红外光谱、X-射线衍射、热重对高速搅拌制备的MNC进行表征,结果表明制备的MNC直径主要分布在100-1000nm,平均直径为336nm,符合微纳米纤维素的定义。MNC化学结构未发生明显变化,纤维晶型由纤维素Ⅰ型开始偏向纤维素Ⅱ型,结晶度为74.65%。初始热降解温度为274.3℃,仍保持较好的热稳定性。2.将MNC与两种打浆度(15°SR和45°SR)的漂白针叶木浆混合抄造,分析MNC用量对纸页物理性能的影响。结果表明,随着MNC用量的增加,两种浆料的滤水性能均明显下降,成纸的紧度和透明度增加,透气度大幅度下降;当MNC用量从0%增加到20%时,两种浆料成纸的抗张、耐折、耐破强度明显提高

关 键 词： 微纳米纤维素 增强 复合填料 涂布性能

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