纤维素纳米纤维对聚乙烯醇复合膜性能的影响

王志国; 蒋　杰; 司玉丹; 范一民

王志国,蒋　杰,司玉丹,范一民.纤维素纳米纤维对聚乙烯醇复合膜性能的影响[J].中国造纸学报,2017,32(4):27-31

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纤维素纳米纤维对聚乙烯醇复合膜性能的影响

Effect of Cellulose Nanofibers on the Property of Cellulose Nanofiber/Polyvinyl Alcohol Composite Film

DOI：10.11981/j.issn.1000-6842.2017.04.27

中文关键词: 纳米纤维素复合膜聚乙烯醇高强度拉伸性能

Key Words:cellulose nanofiber composite film polyvinyl alcohol high strength tensile property

基金项目:国家林业公益性行业科研专项(201304609)；中国博士后科学基金资助项目(164845)。

作者	单位
王志国	南京林业大学江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室，江苏省生物质绿色燃料与化学品重点实验室，江苏南京，210037
蒋　杰	南京林业大学江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室，江苏省生物质绿色燃料与化学品重点实验室，江苏南京，210037
司玉丹	南京林业大学江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室，江苏省生物质绿色燃料与化学品重点实验室，江苏南京，210037
范一民	南京林业大学江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室，江苏省生物质绿色燃料与化学品重点实验室，江苏南京，210037

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中文摘要:

采用TEMPO氧化法制得直径4~10 nm，长径比达100以上的蔗渣纤维素纳米纤维（CNF），并利用CNF与聚乙烯醇（PVA）制备CNF/PVA复合膜，研究了添加甘油或聚乙二醇（PEG-400）对CNF/PVA复合膜透光率及力学刚性性能的影响。结果表明，CNF/PVA复合膜能兼具纯CNF膜的高机械强度和纯PVA膜的高延展性，CNF含量为25%的CNF/PVA复合膜在400~700 nm波长范围内的透光率达90%以上，杨氏模量为4.72 GPa的同时断裂伸长率可达6.92%；添加甘油或PEG-400会降低膜的机械刚性而提高膜的拉伸性能，两者均会降低膜的透光度。

Abstract:

Cellulose nanofibers (CNF) prepared from 2,2,6,6-tetramethylpiperidiine-1-oxyl (TEMPO) oxidized bagasse pulp had large aspect ratio with diameters of 4~10 nm. Polyvinyl alcohol (PVA) was mixed with CNF to prepare CNF/PVA composite film, and the effects of glycerol and polyethylene glycol-400 (PEG-400) on light transmittance and mechanical properties of CNF/PVA film were studied. The application of pure CNF or PVA film was limited by their unsatisfied mechanical properties. The results showed that CNF/PVA film had both high mechanical strength and extensibility. The film containing 25% CNF had high light transmittance (>90%) in 400~700 nm, high Young’s modulus of 4.72 GPa and elongation at break of 6.92%. The light transmittances of the composite film declined with the addition of either glycerol or PEG-400. The glycerol and PEG-400 made the film more flexible but less stiff.

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