水稻秸稈纖維及納米晶須的制備與應用.pdf

1、纖維素是一種以苷鍵連接而成的線型高分子化合物，普遍存在于自然界植物中，其年產量約為1.5×1012噸。如何合理并高效地使用這種地球上非常豐富的自然資源，以達到我們開發(fā)環(huán)境友好、生物降解和相容性優(yōu)良的產品的需求，已經成為當前研究討論的熱點。諸如秸稈、樹木枝干等植物廢棄物均含有纖維素，可用來制備纖維素納米晶須，既能一定程度上有效解決能源短缺問題，也避免了焚燒其廢棄物帶來的環(huán)境問題。
　　為開發(fā)水稻秸稈纖維素高附加值的應用，本文以水稻秸

2、稈為原料，采用堿性溶液體系進行化學處理；用TEMPO-NaClO-NaBr體系制備纖維素納米晶須，并對其進行表征與分析，以期獲得尺寸離散性小、制得率高的纖維素納米晶須；采用二浸二軋工藝，將棉織物浸軋到含有納米晶須、殼聚糖、單寧酸的溶液中，并對棉織物的相關性能進行表征與分析，以期獲得抗紫外線、耐吸濕性能和耐洗度較好的棉織物。本文的主要研究內容包括：
　?。?）水稻秸稈的基本結構性能與表征。通過對水稻秸稈化學成分、回潮率、紅外光譜、表

3、面和截面形態(tài)及結晶度等表征，測試分析得：回潮率為7.61％；主要含有半纖維素、木質素、纖維素、水溶物、果膠、脂蠟質幾種化學成分，其中纖維素含量居第三位；水稻秸稈橫截面為多孔狀，部分孔洞封閉、而部分孔洞連續(xù)，且較大孔洞中隨機分布著大小不等的球狀顆粒；水稻秸稈縱向表面凹凸不平，也隨機分散著大小不等的球狀顆粒；其紅外光譜圖表現(xiàn)為典型的纖維素譜圖；結晶度為29.76%。
　?。?）水稻秸稈纖維制備工藝優(yōu)化及表征。分析預處理和提純工藝中化學

4、試劑濃度、反應時間、固液比及溫度對水稻秸稈失重率的影響，獲得最優(yōu)工藝，以提高纖維素的制得率。另，對提純得到的水稻秸稈纖維進行化學成分分析、失重率、形貌測試、紅外光譜測試及結（3）晶度測試，并與水稻秸稈原料的性能進行對比。分析可得：水稻秸稈纖維具有較高的纖維素含量，而半纖維素和木質素含量有明顯的降低；表面的球狀顆粒被清除，內部的球狀顆粒也顯著減少，纖維表面變得相對較光滑，半纖維素、果膠和木質素等非纖維素物質被部分去除；其結晶度高于水稻秸稈

5、。
　　（4）水稻秸稈纖維素納米晶須制備與表征。將最優(yōu)工藝制得的水稻秸稈纖維先進行二甲基亞砜處理，再采用TEMPO-NaClO-NaBr催化氧化體系制備水稻秸稈纖維素納米晶須，對其進行掃描電鏡、紅外光譜、結晶度、透射電鏡、制得率及熱重分析性能測試，并與水稻秸稈和水稻秸稈纖維進行對比?？傻玫饺缦陆Y論：水稻秸稈纖維素納米晶須直徑集中分布在10~25nm之間，長度集中分布于200~400nm之間；冷凍干燥后晶須交織成多層網狀，并隨機分布

6、著大小不等的孔隙；與水稻秸稈及纖維的紅外光譜圖相似，晶型為纖維素I型；結晶度為40.71%，高于水稻秸稈及纖維；納米晶須的制得率在80%左右；熱分解溫度為320℃。
　?。?）水稻秸稈纖維素納米晶須在棉織物抗紫外線生態(tài)功能整理的應用。將制得的納米晶須與殼聚糖溶液，在助劑單寧酸的作用下混合均勻，用于對平紋棉織物浸軋?zhí)幚怼７治霾煌{米晶須含量對棉織物的斷裂強力、紅外光譜、接觸角、耐洗度和抗紫外線性能的影響。分析可知：加入納米晶須的棉織