新型纤维素纤维耐水透明纸的制备与性质

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纤维素纤维透明纸具有环境友好、高透明等特征,发展纤维素纤维透明纸对环境的可持续发展具有十分重要的现实意义。目前纤维素纤维透明纸在水中容易失去力学强度而失效,阻碍了其在湿环境中的应用。本文研究了透明纸的人工微结构设计与调控,获得了纳米纤维素纤维耐水透明纸(NFC water-resistant paper)以及微纳纤维素纤维复合耐水透明纸(water-resistant transparent paper),并利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线小角散射(SAXS)、X射线衍射(XRD)、力学性能测试、接触角测试(CA)、紫外可见光谱等实验表征手段表征分析了纳米纤维素纤维耐水透明纸以及微纳纤维素纤维复合耐水透明纸的结构特征与光学、力学等性质,主要工作概括如下:直接调控纳米纤维素纤维的微结构,获得具有一定耐水性能的纳米纤维素纤维耐水透明纸;研究了纳米纤维素纤维耐水透明纸的性质,包括光学性质、耐水性质、生物降解性,纳米纤维素纤维耐水透明纸具有高透明度(90%)低雾度(15%)的光学性质以及稳定的耐水性质(湿强度约4.5 MPa),并且可被生物降解环境友好。纳米纤维素纤维耐水透明纸在工业生产以及实际使用中具有极大的潜力。提出了微纳纤维素纤维复合耐水透明纸及其制备方法,采用微米以及纳米纤维素纤维复合加纤维结构调控的方式,形成纤维联结;研究了微纳纤维素纤维复合耐水透明纸的光学性质,纸张具有高透明度(85%),并且具有较高的光散射能力(50%左右)以及良好的光学均匀性;研究了其力学性质,纸张湿强度约7 MPa,并且具有较稳定的耐水能力;研究了其热稳定性、生物降解性等性质,发现其具有良好的热稳定性、可加工性并且绿色环保。微纳纤维素纤维复合耐水透明纸具有良好的耐水性能以及其它优秀的物理化学性能,是具有实际应用价值的环境友好材料。本论文的工作为新型纤维素纤维透明纸的研究提供了新的研究思路,沿用了人工微结构调控的思想,为实现资源的有效利用、环境保护提供了新的材料。
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