基于化学修饰法尺寸可控纤维素纳米晶的制备开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

纤维素是属于聚多糖种类中最重要的物质，是一种普遍存在于植物和动物中含量丰富的生物质资源，同时也是符合可持续发展要求的可再生资源。近年来随着石油、煤炭储量的下降、石油价格的飞速增长、各国对环境污染问题的日益关注和重视，以及可再生资源在科技、医学、技术等方面的发展，纤维素的应用正愈来愈收到重视。

纤维素纳米晶（cellulosenanocrystals，cnc）是一种具有棒状形貌的高度结晶刚性纳米粒子，其长度一般为100~1000nm，直径为10-50nm，比表面积很大，可以长期稳定地分散在溶剂体系形成准交替分散体系，在水中分散形成稳定地cnc胶体。由于cnc有大量的表面羟基，在干燥过程中，粒子之间很容易通过氢键作用而团聚，团聚后的cnc很难用物理方法使其再分散，限制了其应用前景。所以，纤维素纳米晶的表面性质需要修饰和改变。目前，改善cnc的再分散性主要通过两种方法：加入表面活性剂和化学接枝。后一种方法更具有优势，在高离子浓度下cnc悬浮液仍具有很好的稳定性，但反应条件比较苛刻，所以也可以通过一些简易的化学改性方法对cnc进行表面修饰，如乙酰化修饰。改性后的cnc具有良好的再分散性，能均匀地分散于普通溶剂，也具有更好的分散稳定性。

有关纤维素纳米晶的研究受到国内外科学家的广泛关注。如何有效的利用纤维素纳米晶，关键是要提高它的分散性和分散稳定性。主要手段是对纤维素纳米晶表面进行改性，降低表面活性，获得良好的分散性。这是纤维素纳米晶应用于纳米复合材料的基础。国内外已经有很多专家学者对此进行了研究。李杰辉等利用羧甲基纤维素钠、硅烷a-78、十二烷基苯磺酸钠、吐温-60、乙酸纤维素等表面活性剂对纳米纤维素晶须的悬浮液进行改性。结果表明加入适量的硅烷a-78后，测得纳米纤维素晶须的尺寸明显减小；并且由马尔文粒度仪测试所得的intensity分布图观察到，落在主分布区间的微晶比例均上升，说明硅烷a-78对悬浮液的稳定性有较好的促进作用。roman等用醋酸酯、马来酸酯、硫酸酯、三甲基硅烷对纳米纤维素晶须进行表面化学修饰。这种表面改性的纳米纤维素晶体可以用作复合材料里的强化剂，例如高效液相色谱分离材料、刺激响应材料等。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容

（1）通过不同时间、反应投料比的酸酐乙酰化修饰，实现纤维素纳米晶尺寸的逐步降低；

3. 研究计划与安排

(1)2016-03-10前完成开题报告撰写

(2)2016-04-15前完成不同配比和时间的纤维素纳米晶酸酐乙酰化修饰

(3)2016-05-20前完成酸酐乙酰化修饰对纤维素纳米晶尺寸影响的分析

4. 参考文献（12篇以上）

[1]linn,huangj,changpr,etal.surfaceacetylationofcellulosenanocrystalanditsreinforcingfunctioninpoly(lacticacid)[j].carbohydratepolymers,2011,83(4):1834–1842.

[2]mehdijonoobi,rezaoladi,yaldadavoudpour,etal.differentpreparationmethodsandpropertiesofnanostructuredcellulosefromvariousnaturalresourcesandresidues:areview.cellulose,2015,22:935–969.

[3]chibaot.determinationofsubstituentdistributionincelluloseethersby13c-and1h-n.m.r.studiesoftheiracetylatedderivatives:o-(2-hydroxypropyl)cellulose[j].carbohydrateresearch,1990,196:1–10.