纳米纤维素机械法制备与应用基础

前言

第1章 绪论

1.1 生物质

1.1.1 生物质材料

1.1.2 纤维素

1.2 生物质材料细胞壁的结构特点

1.3 生物质纳米纤维素的制备与结构特点

1.3.1 纳米纤维素的定义

1.3.2 纳米纤维素的制备方法和结构特点

1.4 纳米纤维素的应用

1.4.1 纳米纤维素增强聚合物复合材料

1.4.2 纳米纸及薄膜材料

1.4.3 宏观块体材料

1.5 本书的选题思路及内容

第2章 纳米纤维素的机械法制备

2.1 原料预处理

2.1.1 化学组分演变

2.1.2 晶型及结晶度演变

2.1.3 形态演变

2.1.4 小结

2.2 纳米纤维素的高强度超声法制备

2.2.1 超声波粉碎仪及其工作原理

2.2.2 纳米纤维素的形貌特征

2.2.3 纳米纤维素的性能特点

2.3 纳米纤维素的高速搅拌法制备

2.3.1 高速搅拌机及其工作原理

2.3.2 纳米纤维索的形貌特征

2.4 纳米纤维素的高压匀质法制备

2.4.1 高压匀质机及其工作原理

2.4.2 纳米纤维素的形貌特征

2.5 纳米纤维素的高速研磨法制备

2.5.1 高速研磨机及其工作原理

2.5.2 纳米纤维素的形貌特征

2.5.3 纳米纤维素的性能特点

2.6 小结

第3章 纳米纤维素的高强度超声法制备和性能

3.1 超声工艺条件对纳米纤维素结构与性能的影响

3.1.1 超声工艺对纳米纤维素水悬浊液分散状态的影响

3.1.2 超声工艺对纳米纤维素结构的影响

3.1.3 超声工艺对纳米纤维素化学组分的影响

3.1.4 超声工艺对纳米纤维素的晶型及结晶度的影响

3.1.5 超声工艺对纳米纤维素热稳定性的影响

3.1.6 小结

3.2 超声工艺条件对纳米纤维素结构及流变性能的影响

3.2.1 超声时间对纳米纤维素结构及流变性能的影响

3.2.2 超声功率对纳米纤维素结构及流变性能的影响

3.2.3 纤维素初始浓度对纳米纤维素结构及流变性能的影响

3.2.4 小结

3.3 基于不同原料制备纳米纤维素的结构与性能对比

3.3.1 化学纯化处理前后生物质纤维的化学组分含量

3.3.2 基于不同原料制备的纯化纤维素的形态特征对比

3.3.3 不同原料制备的纳米纤维素的形态特征对比

3.3.4 不同原料制备的纳米纤维素的化学组分对比

3.3.5 不同原料制备的纳米纤维素的聚集态结构及结晶度对比

3.3.6 不同原料制备的纳米纤维素的热稳定性能对比

3.3.7 小结

第4章 纳米纤维素的自聚集组装

4.1 纳米纤维素自聚集制备超长纳米纤维

4.1.1 纯化纤维素的制备

4.1.2 纳米纤维素水悬浊液特性

4.1.3 超长纳米纤维的结构、形态及尺寸分析

4.1.4 超长纳米纤维的化学组分分析

4.1.5 超长纳米纤维的结晶结构分析

4.1.6 超长纳米纤维的热性能分析

4.1.7 小结

4.2 纳米纤维素自聚集制备宏观块体材料

4.2.1 纳米纤维素水悬浊液的流动性

4.2.2 纳米纤维素气凝胶的制备及性能

4.2.3 纳米纤维素气凝胶的结构表征

4.2.4 超低密度纳米纤维素气凝胶

4.2.5 纳米纤维素气凝胶的自聚集机理

4.2.6 小结

4.3 不同形态和表面性质的纳米纤维素自聚集特性对比

4.3.1 不同形态和表面性质的纳米纤维素的制备

4.3.2 纳米纤维素的化学组分与结晶度

4.3.3 纳米纤维素自聚集气凝胶的制备

4.3.4 纳米纤维素气凝胶的微观结构控制

4.3.5 纳米纤维素气凝胶的密度和柔韧性

4.3.6 纳米纤维素气凝胶的水分承载能力

4.3.7 纳米纤维素气凝胶的染料吸附能力

4.3.8 纳米纤维素气凝胶的热稳定性、热绝缘及声吸附特征

4.3.9 小结

第5章 纳米纤维素制备光透明膜材料和高强度纳米纸

5.1 纳米纸的制备原理

5.2 纳米纤维素的匀质处理

5.2.1 纳米纤维素在水相介质中的分散性

5.2.2 纳米纤维素的结构分析

5.3 超声结合匀质处理后纳米纤维素水悬浊液的流变性

5.4 纳米纸的制备和性能

5.4.1 纳米纸的表面微观形貌

5.4.2 纳米纸的宏观特征及透明性

5.4.3 纳米纸的厚度控制

5.4.4 纳米纸的密度

5.4.5 纳米纸的动态热机械性能

5.4.6 纳米纸的力学性能

5.5 小结

参考文献

自植物生物质原料中可以通过化学、物理或生物的方法制备出一种直径几纳米、长度几十纳米至几微米的棒状、须状或纤丝状的新型材料，因该材料以纤维素为主要组分，故常统称为纳米纤维素。纳米纤维素不但具有生物质材料的低密度、生物相容性好、可再生等特点，而且具有高结晶度、高杨氏模量、高热稳定性和低热膨胀系数等优点，已展现出在高性能、功能化和高附加值产品中应用的巨大潜力，引起广泛关注。
　　《纳米纤维素机械法制备与应用基础》主要介绍纳米纤维素的机械法制备技术与应用基础，具体的制备方法包括高强度超声法、高速搅拌法、高压匀质法、高速研磨法等。这些方法建立在对纤维素原料纯化和打开解聚屏障的基础上，借助机械剪切和物理冲击等作用来疏解原来聚集在一起的纤维素纳米纤维。《纳米纤维素机械法制备与应用基础》内容包括由这些方法制备纳米纤维素的基本原理，制备出的纳米纤维素的结构与性能，并进一步阐述所得纳米纤维素的自聚集特性，以及建立在自聚集基础上制备出的超长纳米纤维、轻质柔韧气凝胶、光透明纳米膜和高强度纳米纸等多种纳米纤维素基产品。
　　《纳米纤维素机械法制备与应用基础》可供从事生物质材料、木材科学、林产化学加工工程、高分子科学、复合材料科学、纳米材料技术等领域的研究生和科研人员、工程技术人员学习和参考。