以不同方法製備纖維素奈米纖維
學生姓名:
柯坊儒
學期:
108上
摘 要:
纖維素具有可再生性、親水性、對掌性、高比剛度、生物可降解性、量多、易取得等優勢，為極具潛能的綠色資源。而奈米材料相較於大材料具有大活性表面積、出色的機械性能及高比表面積等優勢。目前已有許多製備纖維素奈米纖維(cellulosenanofibers, CNFs)的方法，包括機械處理法、強酸水解法。機械處理法包括高壓均質及機械研磨，但因纖維素原纖維有許多強氫鍵勾住彼此，使純機械方法難以將纖維素分離成個別的纖維素原纖維，且純機械法有消耗大量能源的缺點。酸水解法已被廣泛用於奈米晶體纖維素，但大量且高濃度的硫酸亦造成低長寬比、低產量、低聚合度等酸降解所帶來的負面效應，且加工設備有鏽蝕的風險。若整合機械處理法及酸水解法將能避免前述各法缺點，並能達到更好的製備效果。使用甘油及少量0.64% w/w硫酸於100℃下進行2 h酸處理，再進行膠磨，可獲得長度達數微米、寬小於100 nm、高結晶度、高聚合度及高產率的CNFs。以不同條件將軟木漿進行球磨，發現以0.4~0.6 mm的摻鈰氧化鋯球在無鹼預處理的情況下進行球磨1.5 h可獲得平均直徑為100 nm的CNFs。透過超延長蘇打–氧蒸煮處理對木質纖維素進行純化後，再以2000 W, 2 h的傳統超音波處理，可獲得較高熱穩定性的微/奈米纖維，將其進一步真空過濾後可得表面平滑且高度透明的膜。
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