纳米纤维素膜的制备及其印刷性能分析开题报告

1. 研究目的与意义

纤维素是地球上最为丰富的天然高分子材料之一，可再生性使其具有优良的性能和广泛的应用。传统的纤维素溶解方法因具有严重的环境污染性而逐渐被溶解性能好、无污染、易回收的新型纤维素溶解体系所替代。其中直接溶解纤维素的n-甲基吗啉-n-氧化物（nmmo）绿色工艺最为人们所关注。该工艺主要用于透气性、吸湿性强的lyocell纤维的制备，还有望用于制备力学性能优良、可生物降解、微孔径易于控制的纤维素薄膜。

但是，该工艺的原料多为可再生树木纤维素，这与我国森林面积极其有限的国情十分不符。所以，此次试验选择资源丰富但利用率却很低的花生壳为原料，主要研究花生壳纤维素的提取，纤维素的溶解，及纤维素薄膜的性能。将其与其他材料结合可制备柔性电子显示材料、光伏薄膜材料、e-paper、纳米纤维素纤丝增强木塑复合材料。

环境友好材料已成为新材料领域的重点研究方向之一。但是在目前的膜领域，普遍使用的是不易降解的塑料膜，这成为白色污染的主要来源之一，可生物降解的天然纤维素膜产品恰好可以弥补这一不足，将会带来可观的经济利益。本课题针对我国花生壳资源丰富但大多被废弃的特点，选用花生壳纤维素为原料，通过对其提取、溶解、利用的研究，制备性能优良的纤维素膜，这对于花生壳资源的合理利用及自然能源的可持续发展，具有较大的现实意义和广阔的发展前景。

2. 国内外研究现状分析

郑州航空工业管理学院《花生壳纤维素提取及半纤维素与木质素脱除工艺探讨》，以花生壳为原料，通过对纤维素提取工艺的探讨，确定了既能保持纤维素提取量，又可较多脱除半纤维素和木质素的工艺条件。试验结果表明，在NaOH溶液的质量分数为4%、反应温度为 55℃、反应时间为2 h条件下，半纤维素的脱除率为80.67%；在15 g/L NaClO2和31 mL/L乙酸联合处理、处理温度75℃条件下，木质素脱除率为47.29%。提取出的花生壳纤维素含量可达40%以上。说明在此工艺条件下，能够提取出含半纤维素和木质素较少的优质纤维素。

中国石油大学《草本植物纤维素提取、溶解及成膜性能的研究》，选用草本植物纤维素为原料，通过对其提取、溶解、利用的研究，制备性能优良的纤维素膜，这对于草本植物资源的合理利用及自然能源的可持续发展，具有较大的现实意义和广阔的发展前景。

3. 研究的基本内容与计划

将花生壳磨成粉后抽提，酸碱处理去除木质素和半纤维素，通过研磨、均质、超声等处理将纤维素纳米化，制成膜后测试其性能，之后与其他材料复合制成性能优良的复合材料。

1.第一周至第二周查阅大量生物质纤维素及制备方法的相关资料并对其进行了解，与老师商讨确定论文题目

2.第三周根据论文题目进一步查找论文材料填写开题报告与任务书交与老师批阅

4. 研究创新点

花生壳一直被当作废弃物对待，而花生壳的处理方法一般是焚烧或填埋，这些方法资源的利用率不高而且会污染环境，提取花生壳中的纤维素将其制成纳米纤维素膜可以合理利用自然资源，符合可持续发展要求，具有较大的现实意义和广阔的发展前景。