张欣缘,张浩云,尹玉欣,朱智双,黄六莲,陈礼辉,李建国.热压法制备高强度纤维素膜及其性能研究[J].中国造纸学报,2025,40(3):172-178 本文二维码信息
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热压法制备高强度纤维素膜及其性能研究
Preparation and Properties Research of High-strength Cellulose Membranes by Hot-pressing
投稿时间:2025-03-05  修订日期:2025-03-27
DOI:10.11981/j.issn.1000-6842.2025.03.172
中文关键词:  纤维素膜  热压  强度性能  氢键
Key Words:cellulose film  hot-pressing  strength properties  hydrogen bonds
基金项目:国家重点研发计划课题(2023YFD2201904);福建农林大学发展基金(KFB23145XA);福建省大学生创新创业计划训练项目(FAFUXMPC20250422002-00083)。
作者单位邮编
张欣缘* 福建农林大学材料工程学院植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室福建福州350108 350108
张浩云 福建农林大学材料工程学院植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室福建福州350108 350108
尹玉欣 福建农林大学材料工程学院植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室福建福州350108 350108
朱智双 福建农林大学材料工程学院植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室福建福州350108 350108
黄六莲 福建农林大学材料工程学院植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室福建福州350108 350108
陈礼辉 福建农林大学材料工程学院植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室福建福州350108 350108
李建国* 福建农林大学材料工程学院植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室福建福州350108 350108
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中文摘要:
      以溶解浆为原料,通过氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑/二甲基亚砜(AMIMCI/DMSO)溶解再生,结合热压干燥手段制备纤维素膜,重点探究了热压工艺对纤维素膜强度性能的影响。结果表明,热压处理加强了纤维素膜中纤维素分子之间的相互作用,产生了更强的氢键结合,形成了更加紧密的氢键网络,进而大幅度提升纤维素膜的强度性能。在热压温度80 ℃和热压压力1 MPa的条件下,热压处理0.5 h,制得的纤维素膜具有高达210 MPa的拉伸强度及60.8 MJ/m3的韧性。此外,热压处理进一步强化了该纤维素膜的透光率和表面平滑性,其透光率高达92%,表面粗糙度降低至3 nm。
Abstract:
      Cellulose films were prepared through the regeneration combined with hot-pressing method using dissolving pulp as the raw material and 1-allyl-3-methylimidazolium chloride/dimethyl sulfoxide (AMIMCI/DMSO) as solvents, and the effects of the hot-pressing process on the strength properties of the cellulose films were primarily investigated. The results indicated that hot-pressing enhanced the inter-molecular bonding of cellulose in the films, generated stronger hydrogen bonds and established a denser hydrogen bond network, thereby significantly improved the strength properties of the cellulose films. Hot-pressing for 0.5 h under the conditions of temperature of 80 ℃ and pressure of 1 MPa, the prepared cellulose film achieved a tensile strength of up to 210 MPa with toughness of 60.8 MJ/m³. Moreover, hot-pressing treatment further improved the optical transmittance and surface smoothness of cellulose films, achieving a transmittance of 92% and a surface roughness as low as 3 nm.
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