甲壳素膜的制备及其印刷性能分析开题报告

1. 研究目的与意义

纤维素（cellulose）是有葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的50%以上。棉花的纤维素含量接近100%，为天然的最纯纤维素来源。一般木材中，纤维素占40～50%，还有10～30%的半纤维素和20～30%的木质素。

纤维素是地球上最为丰富的天然高分子材料之一，可再生性使其具有优良的性能和广泛的应用。传统的纤维素溶解方法因具有严重的环境污染性而逐渐被溶解性能好、无污染、易回收的新型纤维素溶解体系所替代。其中直接溶解纤维素的n-甲基吗啉-n-氧化物（nmmo）绿色工艺最为人们所关注。该工艺主要用于透气性、吸湿性强的lyocell纤维的制备，还有望用于制备力学性能优良、可生物降解、微孔径易于控制的纤维素薄膜。

但是，该工艺的原料多为可再生树木纤维素，这与我国森林面积极其有限的国情十分不符。所以，此次试验选择资源丰富但利用率却很低的甘蔗渣为原料，主要研究甘蔗渣纤维素的提取，纤维素的溶解，及纤维素薄膜的性能。将其与其他材料结合可制备柔性电子显示材料、光伏薄膜材料、e-paper、纳米纤维素纤丝增强木塑复合材料。

环境友好材料已成为新材料领域的重点研究方向之一。但是在目前的膜领域，普遍使用的是不易降解的塑料膜，这成为白色污染的主要来源之一，可生物降解的天然纤维素膜产品恰好可以弥补这一不足，将会带来可观的经济利益。本课题针对我国甘蔗渣资源丰富但大多被废弃的特点，选用甘蔗渣纤维素为原料，通过对其提取、溶解、利用的研究，制备性能优良的纤维素膜，这对于甘蔗渣资源的合理利用及自然能源的可持续发展，具有较大的现实意义和广阔的发展前景。

2. 国内外研究现状分析

苏州大学纺织与工程学院《甘蔗渣纤维素微纤维的分离、制备和结构特征》由甘蔗渣分离纤维素微纤维分为三个不同阶段。第一阶段是用传统的制浆工序,消除蔗渣中的木质素和半纤维素,获得纤维素纤维。第二阶段是纤维素纤维经过机械化处理和酸解,分离成纤维素微纤维。纤维素微纤维的大小取决于酸解条件。由扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察可知,甘蔗渣微纤维的横截面尺寸在200nm和几个微米之间。第三个阶段是利用这些纤维素微纤维增强热塑性可生物降解聚酯材料或其它工程用的热塑性复合材料,这是今后的研究方向。

广西化工研究院《以甘蔗渣为原料制备纤维素粉的生产工艺》：以甘蔗渣为原料,经过预处理、酸处理、脱色、降解、洗滤、干燥、粉碎得到甘蔗渣纤维素粉,产品的纤维素含量达到90%,持水力、膨胀力分别达到7.8 g/g、8.3 mL/g。

3. 研究的基本内容与计划

将干燥后的甘蔗渣磨成粉后抽提，酸碱处理去除木质素和半纤维素，通过研磨、均质、超声等处理将纤维素纳米化，制成膜后测试其性能，之后与其他材料复合制成性能优良的复合材料。

1.第一周至第二周查阅大量生物质纤维素及制备方法的相关资料并对其进行了解，与老师商讨确定论文题目

2.第三周根据论文题目进一步查找论文材料填写开题报告与任务书交与老师批阅

4. 研究创新点

甘蔗渣一直被当作废弃物对待，而甘蔗渣的处理方法一般是焚烧或填埋，这些方法资源的利用率不高而且会污染环境，提取甘蔗渣中的纤维素将其制成纳米纤维素膜可以合理利用自然资源，符合可持续发展要求，具有较大的现实意义和广阔的发展前景