1. 研究目的与意义
随着化石资源的日益消耗，人口数量的的急剧增加，资源短缺和环境问题以成为限制全球可持续发展的重要因素，寻找更加新型环保的绿色原料并对其进行资源化利用迫在眉睫。作为生物质原料的纤维素，是木材，棉花，麻类和其他植物的主要构成部分，除此之外，某些藻类，菌类，壳鞘类动物和细菌也能合成纤维素，每年由植物光合作用可产生几百亿吨，是一种取之不尽，用之不竭的天然高分子原料。纤维素因其分布广泛，便宜易得，绿色环保以及优异的生物兼容性，可降解性，备受人们青睐。而作为一种天然的可再生原料，纤维素在机械强度，力学性能，耐化学腐蚀等性能上较差，难以满足许多生产工艺要求。
以天然植物纤维中的纤维素为原料，通过一定可控的物理，化学方法制备的纳米纤维素，除了具备纤维素的基本结构和性能，还具有纳米颗粒的特性，如比表面积大，力学强度高，高结晶度，高杨氏模量，高反应活性等特性，将纤维素制成纳米纤维素晶体，显著的扩展了纤维素的应用空间。纳米纤维素表面具有丰富的游离羟基，通过引入功能化基团对表面进行化学修饰，得到的纳米纤维素功能化材料，在生物医学，生物材料工程，膜和聚合纳米材料[等方面得到了广泛的应用。因此，研究和开发出纳米纤维素基功能性材料，并实现在化学化工，环境与能源，新型材料，生物医药等方面的应用，已成为全球科学研究工作者研究的热点之一。
2. 国内外研究现状分析
纳米纤维素表面有大量的羟基，亲水性很强，与亲油性的高分子有机基体相容性有限，因此可以对纳米纤维素表面进行化学修饰和改性，引入功能性基团，提高在高分子材料中的应用范围，制备纳米纤维素功能性材料。
纳米纤维素功能化改性主要有酯化，TEMPO氧化，磺化，醚化，硅烷化，氨基甲酸酯化，酰胺化以及聚合物接枝等，,Gandiui和Belgacem及团队对这些修饰作用进行了总结，并发表了一系列关于纳米纤维素改性的文章。
3. 研究的基本内容与计划
以过硫酸铵氧化法制备的纳米纤维素为原料，用三氯甲基硅烷（MTS）作为改性剂，将纳米纤维素进行硅烷化改性。通过反复实验，确定硅烷化反应所需的最佳反应时间，反应温度，改性剂用量和湿度。以FT-IR,SEM,EDS,XRD等表征手段来确定硅烷化纳米纤维素的官能团组成，以TG,DTG所得数据来反应硅烷化纳米纤维素的热力学性质，最后通过接触角测定来确定改性效果，定性反映纳米纤维素硅烷化后的疏水疏油效果。
4. 研究创新点
（1）该课题通过化学气相沉积法对纳米纤维素进行硅烷化改性，与液相改性相比，气相改性过程中沉积温度低，反应容易控制，副反应少，改性基团分布均匀性，重复性好。
（2）通过实验确定了硅烷化改性的最佳条件，为进一步探索纳米纤维素功能化修饰和应用提供了有利条件。
（3）基于纳米纤维表面具有大量羟基，通过三氯甲基硅烷对纳米纤维素进行化学修饰，制备出了具有疏水疏油性的硅烷化纳米纤维素，这对于研发出新的具有疏水疏油性高分子材料提供了新方法和新思路。
