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    纳米纤维素作为万博体育max手机登录版添加剂的进展及问题

    阅读次数:     发布时间:2020-01-14 08:00:55

           在过去的二十年中,纤维素纳米纤维(CNF)作为一种有前途的、可持续的增强材料,在材料科学领域具有突出的潜力。虽然CNF在万博体育max手机登录版工业中的应用是最近才开始的,但它有望在不久的将来得到实现,从而为这类纤维素提供更广阔的商业市场。

           使用CNFs作为万博体育max手机登录版浆添加剂已被证明是改善纸张整体性能的有效替代方法。加入CNF后,纸张的强度和密度都得到了很大的提高,而孔隙率和不透明度却降低了,通过控制CNF的加入量和纤化程度可以调节这些变化。纸页中的CNF含量在1-10 wt%之间时,其机械性能的提高与传统的机械打浆作用类似。

           阳离子聚合物作为助留剂的使用保证了CNF在纤维表面的固定,也有助于在高CNF含量下平衡预期的滤水性能恶化。向纸浆浆中添加CNF,通过比表面积的增加增加了纤维之间的氢键,从而提高了纤维的结合能力。

           CNFs也可作为一种补偿含矿物填料纸张强度损失的方法。化学阔叶浆和针叶浆是CNFs增强剂的主要目标。以阳离子聚合物为助留剂,在无细小纤维或未经细纤维化的纸浆中可观察到最佳的助留效果。CNF增强TMP也得到了广泛的研究;与化学浆相比,CNF在这类纸浆中的加入并没有显著提高纸张的强度。可能是因为与化学浆相比,EMP中的细小纤维含量较高,这会以某种方式降低CNF在TMP中的作用。

           在农业废弃物利用中CNF也可以作为一种替代办法,增加由这些废弃物制成的纸张的强度,这主要是针对无法获得大量森林资源的国家。对于脱墨纸浆,添加CNF可以减少或完全消除对已变质纤维进行机械精炼的需要。

     
           CNF还可作为涂布剂应用于已成型的纸张上。采用涂棒法和施胶法涂布CNF时,纸张的孔隙率明显降低,强度也有所提高。CNF悬浮液还可用于喷雾或泡沫涂布。

           完全由CNF制成的薄膜其机械、光学和阻隔性能超过了普通纸张。CNF薄膜的制备通常采用与实验室万博体育max手机登录版类似的方法,也可通过铸造和蒸发等方法制得。这类薄膜具有很高的拉伸强度和刚度,并且具有很高的透明性,因此适合在光学和电子器件中应用。它们能够满足高阻隔性能的要求,适合用于包装、过滤等领域。

        尽管CNF在万博体育max手机登录版应用中显示出种种潜力,但一些关键问题仍有待澄清。例如,虽然中试规模的万博体育max手机登录版报告表明,CNF增强纸浆的可运行性没有重大的并发症,但有必要在这一层面进行更多的研究,以充分了解将CNF并入工业规模万博体育max手机登录版的影响。另一个主要的关注点是CNF的制造成本。尽管目前CNF的成本与首次报告的相比大大降低了,但仍需证明CNF在生产成本和产品性能方面具有竞争力。此外,还应考虑在万博体育max手机登录版机上引进CNF生产和应用设备所需的投资。



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