淀粉-甲壳素纳米纤维素复合材料成膜性能的研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着经济科学发展的需要以及不可再生资源的匮乏，并且各个国家对环境保护的重视，纤维素因为其在自然界中分布最广，最为丰富，且作为一种可再生资源受到当今人们的广泛重视。

其中，纳米纤维素对当今世界发展有更加重要的意义。

纳米纤维因其拥有优秀的物理化学性质，能够广泛的应用到化工、医药等各个领域中，有效改善工作效率以及物质本身性能。

2. 国内外研究现状分析

1. 纸基增强材料纳米纤维素是一种高强度、高模量、长径比大、比表面积高的新型纤维材料,其表面具有丰富的游离 羟基,当加入到纸基功能材料中,纳米纤维素会填充到纸页的缝隙,使纤维间交织形成网络结构,增强纤 维间的结合力,明显改善纸基功能材料的机械强度、模量、热稳定性等。

党婉斌等采用微纤化纤 维素(mfc)作为增强材料,与芳纶纤维和云母混抄制备 mfc-芳纶云母纸,mfc的加入填充了芳纶云母 纸表面及内部的空隙,纸张抗张强度增加了447.6%,介电强度增加了6.3%,且超声波处理mfc-芳纶云 母纸相对于未经超声波处理,抗张强度增加197.2%,介电强度增加了26.9%;王俊芬等用自制的 纳米纤维素与高相对分子质量阳离子聚丙烯酰胺(cpam)复配加入纸浆中,纸张性能明显改善,纸张的 干抗张强度、撕裂度、耐折度分别提高 64%、47%和107%;邹艳洁将纳米纤维素作为造纸湿部添加 剂,纳米纤维素的加入可提高纸基的强度性能和表面性能。

2.甲壳素纳米晶须甲壳素纳米晶须(chitin nanowhisker，cnw)即甲壳素晶须，是以单晶形式存在的甲壳素纤维，由甲壳素分子有序堆积而成，因此它具备甲壳素所有良好的可生物降解性，优良的吸湿、透湿性，独特的抗菌性及生物相容性等优异性能。

3. 研究的基本内容与计划

1.甲壳素纳米纤维的制备 甲壳素纳米纤维的制备流程一般包括两步，首先对甲壳素进行化学提纯，然后采用解纤的方法使甲壳素纳米化，使用盐酸或硫酸或离子液体解离纤维。

采用酸溶法，甲壳素是半结晶聚合物，存在结晶区和非结晶区，根据甲壳素结晶部分与非晶部分在酸解时具有不同的动力学，非晶部分的溶胀和酸解比结晶部分快，因此非晶部分先被酸解，剩下的高度结晶区域在其他作用下获得甲壳素纳米晶体。

2．复合材料的加工复合材料的加工对最终的性能有着绝对性的影响，所以加工技术是整个实验中重要的一环。

4. 研究创新点

1. 甲壳素纳米纤维素作为一种新材料，能够提高人们对自然界的利用率，并且随着甲壳素纳米纤维素的使用，赋予了被加入物质优良的疏水性和抗菌等新功能。

2. 与植物纤维相比，因为甲壳素不含有木质素，制成的纳米纤维素结晶度和聚合度高，具有优良的机械性能。

3. 将甲壳素溶解在离子液体中，再与淀粉混合，制备的复合纳米膜，使纸张拥有高效的疏水性能，并且在医学、食品保护、电子器件、滤材防护等方面有着巨大的潜力，对经济发展有着深远的影响。