1. 研究目的与意义
纤维素是自然界主要由植物通过光合作用合成的取之不尽、用之不绝的天然高分子, 主要用于纺织、造纸、精细化工等生产部门。
除了传统的工业应用外,如何交叉结合纳米科学、化学、物理学、材料学、生物学及仿生学等学科进一步有效地利用纤维素资源, 开拓纤维素在纳米精细化工、纳米医药、纳米食品、纳米复合材料和新能源中的应用,成为国内外科学家竞相开展的研究课题。
传统的纳米纤维素制备工艺条件复杂,化学药品消耗量大,溶剂循环回收难度大,环境污染大。
2. 国内外研究现状分析
国内纳米纤维素的研究以丁恩勇研究员为代表, 在最近几年研发并实施生产。
国际上是最近十几年来开始系统地研究纳米纤维素,已经在制备、表面修饰、表征、复合材料和电极等功能特性应用方面做过许多尝试性的研究,有些成果已经商品化: 如gengifle 已用于齿根膜组织的恢复;在二级和三级烧伤、溃疡等治疗中biofill已被成功地用作人造皮肤的临时替代品;basyc 可用作人造血管和神经缝合的保护盖罩;nata de coco的纤维素传统食品;用于化妆纸膜的biocellulose 和nanomasque等等。
开展纳米纤维素超分子的可控结构设计、立体和位向选择性控制与制备、分子识别与位点识别等自组装过程机理、多尺度结构效应的形成机理等基础理论性研究, 在纳米尺度上操控纤维素分子、晶体及其超分子, 制备性能优异的纳米纤维素晶体, 是将来纳米纤维素化学的主要研发方向。
3. 研究的基本内容与计划
1.纳米纤维素的制作工艺的确定以及干粉纳米纤维素的制备方法。
2.氯化锌的回收与再利用的方案设计与选择。
3.纳米纤维素的透射电镜、粒径分析、x射线衍射、热解重量分析、dsc、傅里叶红外分析等检测4.纳米纤维素分子量测定及聚合度测定
4. 研究创新点
1. 本文提出利用氯化锌体系溶解纤维素并再生得到纳米纤维素的工艺。
该方法操作简单,条件缓和,反应速度快,药液可回收重复利用,成本低,减少环境污染。
2. 将制备的纳米纤维素添加到高分子化合物通过挤塑、注塑等工艺得到纤维素与高分子的复合材料,从而提高材料的各方面性能。
