NCC制備工藝優(yōu)化及PLA-NCC納米纖維的性能研究.pdf

1、本論文采用硫酸水解微晶纖維素（MCC）的方法制備納米纖維素晶須（NCC），經過超聲分散、高速離心和透析等處理獲得納米纖維素晶須水凝膠，水凝膠最終經過冷凍干燥獲得納米纖維素晶須粉末。利用響應面優(yōu)化設計工藝參數(shù)的原理，對影響納米纖維素晶須產率的3個參數(shù)，即硫酸質量分數(shù)、反應溫度和反應時間，進行優(yōu)化設計處理。使用Design-Expert軟件的BBD原理自變量和NCC產率之間的數(shù)學模型，并對單因素和兩因素交互作用對NCC產率的影響進行了研究分

2、析。結果表明回歸得到的二次多項式數(shù)學模型極顯著，硫酸質量分數(shù)與反應溫度、硫酸質量分數(shù)與反應時間、反應溫度和時間之間的交互作用顯著。通過軟件優(yōu)化出的最佳工藝條件：硫酸質量分數(shù)為57％，反應溫度為58℃，反應時間為141min，最佳產率為70.89%，證明該模型是合理可靠的。此外，通過電鏡觀察到，納米纖維素晶須呈棒狀纖維狀，直徑在10-20nm，長度在50-100nm，并且NCC仍屬于纖維素Ⅰ型。FTIR分析表明NCC具有和MCC相同的官能

3、團。
　　室溫下，將PLA和NCC水凝膠溶解在體積比為1:4的DMF和三氯甲烷的混合溶劑中，滴加少量Span80制備紡絲液，通過靜電紡絲法成功制備出納米纖維。SEM分析表明，當NCC含量低于5%時，隨著NCC含量的增加纖維的平均直徑呈下降趨勢，NCC的含量為5%，纖維的直徑最小為61nm。除了PLA/1wt.%NCC外，與純聚乳酸相比，所有納米纖維熱性能都大幅提高。機械性能測試表明，當NCC的質量分數(shù)達到5%時，材料的拉伸強度和楊