聚乙烯醇/纳米纤维素复合薄膜的制备及其性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

纳米纤维素由于高强度、轻质、可再生、可生物降解等优点，被广泛应用于增强复合材料、汽车内饰件、过滤材料、吸附材料、生物医药材料等领域。纳米纤维素的制备方法包括酸解、碱处理、TEMPO 催化氧化法，酶处理，静电纺丝和机械处理等; 机械处理方法又包括研磨，高压均质，超声处理，高速冲击破碎，高速搅拌剪切等。聚乙烯醇( PVA)是一种水溶性的线性多羟基聚合物，具有良好的粘接性、柔韧性、阻隔性、耐溶剂性、生物相容性等特点。CNF 和PVA 极性近，界面相容性好，都有着良好的可生物降解性，是环境友好型材料。CNF 有着高刚性和高强度，而PVA 的刚性和强度相对较弱，制备CNF/PVA复合材料可大大拓宽CNF和PVA的应用。

2. 国内外研究现状分析

最近十几年，国际上是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.r 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.r 已被成功地用作人造皮肤的临时替代品；basyar 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[34]；用于化妆纸膜的 bio cellulose 和 nano masque.r 等等。e. h. qua等人使用球磨，酸水解和超声相结合的方法用来从亚麻纤维和微晶纤维素获得高产的纳米纤维素。从微晶纤维素获得的纳米纤维平均大约直径在 8 纳米，长度 111纳米。从亚麻纤维获得的纤维素纳米纤维直径大约 9纳米长度 141 纳米。少量的纤维素纳米纤维加入到聚合物基体实现了热性能和机械性能的显著提高。亚麻纤维在基体中有和微晶纤维素纳米纤丝相同的增强效果。

lu、cheng与 chakraborty分别对纳米纤丝-pva 复合材料的制备及性能进行了研究，由于 pva 与纳米纤丝均具有亲水性，极性相近，因此可获得纳米纤丝在 pva 中完全分散的纳米复合材料。复合材料的模量和强度都会随着纳米纤丝含量的增加而增强，当纳米纤丝含量增加到一定值时达到最大值。复合材料的热稳定性也会随着纳米纤丝含量的增加而略有提高。但纳米纤丝对 pva 的结晶性能和复合材料的玻璃化转变温度（tg）与熔点（tm）影响并不大。

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。丁恩勇等人指出棒状纳米微晶纤维素由于具有完善的结晶结构和优异的机械、力学性能，可用来替代部分高分子填料以制备完全可降解的纳米复合材料。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

（1）制备出不同比例的纳米纤维素/聚乙烯醇复合薄膜。

（2）对复合薄膜进行红外光谱仪测试，力学性能测试，吸水率测试。

4. 研究创新点