1. 研究目的与意义
石油基塑料由于化学稳定性很好，在自然界几乎不能降解。随着塑料工业的发展，被抛弃的塑料垃圾也越来越多，成为白色污染的重要来源。随着经济和人口的快速增长，蓝藻水华现象频繁发生。水华蓝藻含有丰富的蛋白质，可被作为生产生物塑料的原料，蓝藻加入聚乙烯醇/纳米纤维素复合薄膜，可使其具有一定降解性。
同时控制变量，改动复合薄膜的含量，体现最佳比例性能以及纳米纤维素的意义。
2. 国内外研究现状分析
蓝藻基/聚乙烯醇复合塑料是以蓝藻全细胞与聚乙烯醇为基体制备的生物塑料，聚乙烯醇是唯一能被细菌降解的乙烯基聚合物，是一种生物可降解高分子材料。蓝藻全细胞是一个含有复杂成分的有机体，虽然有机体与聚乙烯醇具有一定的相容性，但是由于其本身存在大量的次级键以及蓝藻全细胞的有机大分子与聚乙烯醇分子之间存在微相分离现象，导致蓝藻基/聚乙烯醇复合塑料在拉伸强度和断裂长方面很不理想，需要添加偶联剂来改善这两个性能[1]。
不同的原料制备纳米纤维素的方法不同，hassan等[2]以甘蔗渣为原料，采用稀碱漂白甘蔗渣浆，然后用超高摩擦力研磨和高压均质处理的到了纳米纤维素。陈文帅[3]等人对木纤维进行酸碱处理，配合一定的超声处理得到纳米纤维素溶液，直径在 30-80nm，且长宽比大于 1000。朱赛玲[4]以椰子叶柄粉末为原料，采用化学机械法提取纳米纤维素，苯醇抽提预处理脱除椰子叶柄粉末中的脂肪、蜡、单宁、色素等，酸碱循环化学处理去除木质素和半纤维素，研磨、超声和高压均质机械处理提取cl-cnfs。椰叶柄中的纤维素、半纤维素、木质素和灰分含量分别为33.29 wt%，33.61 wt%，19.87 wt%和5.5 wt%[4]。赵雨晴[5]首先对原料进行脱除抽提物处理，再用化学处理法对生物质纤维中的非纤维成分如半纤维素、木质素等脱除处理，得到纯化纤维素，最后使用机械处理方法使纤维素纳米化，得到椰叶柄纳米纤维素。陈红莲使用菠萝叶纤维经过氢氧化钠预处理、硫酸水解制备得到纳米纤维素晶体(ncc),再用扫描电镜(sem)、傅立叶转换红外光谱仪(ftir)、热重(tg)分析仪和x-射线衍射分析仪(xrd)对其结构和性能进行表征和分析。结果表明,ncc晶体颗粒尺寸为30~50 nm;红外光谱证明非纤维素部分有效去除;ncc晶型仍属于纤维素i,结晶度从75.9%提高到87.5%;比起原纤维,ncc的降解温度明显降低[6]
聚乙烯醇是一种生物可降解的高聚物，具有良好的水溶性、优异的成膜性及黏结力，是一种良好的高分子聚合物基物质，在功能性复合材料的研发中具有较大的应用潜力。但聚乙烯醇的耐热性能、耐水性能和阻隔性能均不理想[7]。将加强相引入聚乙烯醇可制备兼具良好力学性能和阻隔性能的纳米复合材料。王海莹等[8]利用化学机械法从扁柏中提取纳米纤维素，并与聚乙烯醇混溶制备了拉伸强度优异的聚乙烯醇/纳米纤维素复合薄膜。白盼星等[9]以黏胶纤维为原料，通过硫酸水解法制备了纳米纤维素晶体(v-ncc)。再以共混溶液浇铸法将v-ncc悬浮液与聚乙烯醇 (pva) 混合，制备了纳米纤维素晶体/聚乙烯醇 (v-ncc/pva) 复合膜材料。其拉伸强度提高87.6%。faruk gkmee采用静电纺丝技术制备了含5%和10%壳聚糖的pva/pvp、pva/pvp和pva/pvp碘纤维。壳聚糖的加入提高了聚合物的粘度和导电性。壳聚糖含量的增加导致纤维直径小于预期值。这是由于溶液的粘度和纤维导电性的增加。差示扫描量热法（dsc）结果表明，碘能有效地与聚合物交联，形成非晶态结构[10]。
3. 研究的基本内容与计划
1.研究内容：
(1)制备：纳米纤维素，聚乙烯醇/纳米纤维素复合薄膜
以废弃物椰叶柄为原料，经过化学处理和研磨结合均质处理，制备椰叶柄纳米纤维素。再将纳米纤维素悬浮液与聚乙烯醇溶液混合，经搅拌、超声后在培养皿中制成薄膜。
4. 研究创新点
本课题的特色与创新主要包括以下方面：
1）选用天然物质蓝藻作为原料，来源广泛，绿色环保；
2）加入纳米纤维素提高力学性能以及探究最佳配比。
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