甲壳素纳米纤维/纳米纤维素复合纤维的制备与研究开题报告

1. 研究目的与意义

内容1.调控甲壳素纳米纤维和纳米纤维素的配比、溶液的浓度2.调控凝固浴组分

目的：通过样品的制备与性能测试，研究出大量、可再生、可生物降解以及优良的力学性能的材料

意义：纳米纤维素具有较高的物理机械强度、独特的光学与电学和磁力学性能和流变性能、蕴含量丰富、与环境友好。本课题原料来源丰富，制备过程简单，研制这种新型的绿色环保材料具有极其现实和深远的意义

2. 国内外研究现状分析

李伟等人研究了ncc的制备方法，对化学和机械法制备ncc纤维素做了重点介绍，同时，对ncc的表面改性进行了综述。并对ncc在制备纳米复合材料领域的应用进行了总结，对其在增强复合材料中的应用做了较详细的介绍

陈文帅等人利用竹材，麦秆和针叶材作为纳米纤维素的制备原材料。首先对于所收集的木粉进行苯醇抽提，苯醇配比为2：1（v/v），之后使用酸处理数小时移除木粉中的木质素，此过程需要重复多次后获得综纤维素。综纤维素使用一定浓度的氢氧化钾在一定温度下进行碱处理，此步骤的目的是为了移除半纤维素，以及多余的淀粉和胶质。为了获得高纯度的纤维素，还必须对纤维素进行一定的酸处理和碱处理。最后获得的纤维素还要经过一定浓度的盐酸处理数个小时。酸碱处理的过程中，每次都要使用蒸馏水洗涤，并且纤维素必须始终保证在水润状态，以保证纤维素不会发生团聚。在化学处理过后，纯化纤维素以一定含量进行物理超声，得到纤维素悬浮液。之后经过离心分离，高长径比的纳米纤维素纤丝就在清液中获得。

yokookahisa等人还进行了竹材制备纳米纤维素的研究。他们认为之前纸浆制造纳米纤丝的过程需要大量的化学处理，特别是去除木质素需要周期性的亚氯酸钠溶液处理。他们通过有无木质素的植物比较来观察脱木质素对纳米纤维素制备的影响。他们得出亚氯酸钠处理可能已退化纤维素纳米纤维，从成熟的竹子中提取的纤维素和不成熟的竹子相比没有优势的结论。此外，不成熟的竹纤维制成的纳米复合材料的透光率较高，即使在低波长的情况下。

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

3. 研究的基本内容与计划

（1）将毛竹粉通过酸碱以及机械处理相结合的方法制备纳米纤维素，通过傅里叶红外分析仪分析再化学物理处理过程纤维素的成分的变化和形态变化。

（2）利用机械和化学处理制备甲壳素纳米纤维。

（3）以制备的纳米纤维素和甲壳素纳米纤维水悬浮液为原料，用湿法纺丝技术，制备纳米纤维素/甲壳素纳米纤维复合宏观纤维。通过红外分析、拉伸试验、扫描电镜等表征手段来判断纳米纤维素/甲壳素纳米纤维复合宏观纤维的相关性能。

4. 研究创新点

机械处理后，甲壳素纤维达到纳米级别，随着机械处理手段的增加，甲壳素纳米纤维的直径逐步变小。甲壳索纳米纤维复合薄膜保持了较高的透光率，相比树脂材料，热稳定性明显增强，具有较大的应用潜力。