导　　师： 何慧

授予学位： 博士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 我国是世界上棉花产量第一大国,棉花作物中除棉纤维和棉籽油,棉花秸秆、棉籽壳等副产物还没有得到很好地利用。纳米纤维素,包括纤维状纳米纤维素、棒状纳米纤维素晶体及球状纳米纤维素晶体等,是一种天然纳米材料,本身具有高强度和长径比,可降解,无毒等优势,其在生物质高分子复合材料中的应用研究非常有意义和潜在应用价值。本论文以棉副产物“棉花秸秆”和“棉籽壳”作为主要原料,通过多种物理、化学技术制备纳米纤维素,并将其与聚乙烯醇、聚葵二酸甘油酯、聚乳酸等高分子复合,制备全新生物质复合材料,系统研究材料制备、结构与性能的关系,研究工作对促进棉副产物的高值化回收利用提供了思路。论文首先采用碱高温蒸煮和酸性亚氯酸钠漂白连续处理方法,从棉花秸秆中得到纯纤维素,研究了制备工艺对产物化学结构、形貌及热稳定性的影响。结果表明,当碱浓度为12.5%时,纤维素的结晶度最高,达到64.9%,且纤维素晶型能够维持为I型,此时纤维素含量为68.5%。经过两次酸性亚氯酸钠漂白后,纤维素中的木质素含量降到0.5%以下,得到纯棉秆纤维素。采取硫酸水解法可制备棒状纳米纤维素晶体,提高酸浓度和延长反应时间均能促进纤维素无定形区的水解,且得到的纳米纤维素晶体尺寸越小,最佳酸水解条件是液固比(硫酸溶液体积/纤维素质量)为15 mL/g,反应温度50℃,酸浓度65wt.%,反应时间1小时,此时制备的纳米纤维素晶体直径约在10-30nm,长度在100-300nm之间。化学处理能够除去棉秆纤维中热稳定差的半纤维素和木质素,从而提高纤维的热稳定性,但是硫酸水解后纳米纤维素晶体的热稳定性下降。将制备的纳米纤维素晶体与聚乙烯醇(PVA)复合,纳米纤维素晶体的加入能够有效的提高PVA薄膜的力学性能,当纳米纤维素晶体添加量在3 wt.%时,其拉伸强度

关 键 词： 纳米纤维素 棉花秸秆 棉籽壳 聚乙烯醇 聚葵二酸甘油酯 聚乳酸 生物质复合材料 点击化学

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