纤维素基有机-无机杂化复合膜的制备及其吸附性能

以羧甲基纤维素（CMC）为原料，经高碘酸钠选择性氧化制备双醛基羧甲基纤维素（DCMC），与明胶通过“席夫碱键”化学交联并掺杂海泡石构筑纤维素基有机-无机杂化复合膜。超声波辅助处理能够有效促进微纤维状海泡石在双醛羧甲基纤维素/明胶溶解体系中的均匀分散，同时产生氢键缔合作用，所得混合液经真空干燥成膜。采用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱分析仪（FTIR）、热分析仪（TGA）、质构仪对DCMC/明胶/海泡石复合薄膜形貌特征、官能团、热稳定性和力学性能进行表征与分析。结果表明，加入海泡石后复合薄膜力学性能显著提高，当海泡石添加量为0.5g时，拉伸应力和断裂伸长率同时达到最佳效果。复合膜具有良好的热稳定性，显著失重温度在300~350℃范围内。吸附实验表明该复合薄膜材料具备良好的染料吸附性能，对于选定的3种染料（亚甲基蓝、孔雀石绿、藏红T），复合膜吸附量均随海泡石含量的增加而增大，当海泡石添加量大于0.5g时吸附量均超过200mg/g，脱附实验表明该杂化膜可经酸处理解吸再生，有较好的重复利用率。该生物质基有机-无机杂化复合薄膜原料来源丰富，生物可降解，在生物医用和污染防治方面具有潜在应用价值。     

纳米纤维素/壳聚糖/明胶复合膜的制备及其性能研究

以明胶（Gel）、壳聚糖（CS）、纳米纤维素（NCC）为原料,采用溶液共混法制备了不同NCC和CS质量比的纳米纤维素/壳聚糖/明胶复合膜。采用紫外-可见分光光度计、扫描电镜（SEM）、红外光谱仪（FT-IR）、X射线衍射仪（XRD）、热分析仪（TGA）和质构仪对所制备复合膜的透光性能、显微结构、化学结构、晶体结构、热学性能和力学性能进行了分析。结果表明：纳米纤维素、壳聚糖、明胶之间形成相互作用较强的网络结构。复合膜表面光滑,分散均匀,具有良好的相容性。随着纳米纤维素含量的增加,复合膜透光率呈下降的趋势。与壳聚糖膜相比,复合膜的热稳定性显著提高。当纳米纤维素与壳聚糖质量比为7：1时,复合膜拉伸强度最高可达到33 MPa,断裂伸长率可达到14.9%,吸水率最大值可达到341%。     

PTFE对PDMS复合膜在低浓度有机物水溶液中渗透汽化性能的影响

制备了聚四氟乙烯（PTFE）超细粉体填充聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合膜,通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、热失重分析仪等测试仪器对复合膜进行了表征,利用低浓度有机物（乙醇、丙酮、正丙醇）水溶液体系进行渗透汽化,并由单组分溶解实验计算了有机物（乙醇、丙酮、正丙醇）在复合膜中的溶解度。结果表明,PTFE含量由0增加至10 %（质量分数,下同）时, 复合膜的表面积及热稳定性得到了提高,有机物乙醇、丙酮、正丙醇在复合膜中的溶解度分别由0.0923、0.1589和0.2691 g/g提高至0.0991、0.1678和0.2773 g/g;加入PTFE后提高了复合膜的渗透汽化性能。     

基于机械力化学作用制备荧光纳米纤维素

采用机械力化学法，以磷钨酸-柠檬酸为复合水解剂处理竹浆纤维，再进一步加入半胱氨酸，使降解的纤维素发生接枝反应，从而在水相中一锅法制备高荧光、高量子产率荧光纳米纤维素（fluorescent cellulose nanocrystals, F-CNC）。研究考察了半胱氨酸溶液浓度、反应时间、反应温度等因素对F-CNC的得率和荧光强度的影响。采用紫外分光光度计（UV-vis）、荧光分光光度计、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、核磁共振光谱仪（NMR）、X-ray光电子能谱（XPS）、X射线衍射仪（XRD）以及热分析仪（TGA）等对F-CNC的光学性质、形貌结构、化学结构、晶体结构以及热稳定性等进行了表征分析。结果表明，半胱氨酸溶液浓度为1mol/L，反应时间为8h，反应温度为140℃，F-CNC的得率为56.8%，荧光量子产率达到34.24%，荧光寿命达到3.44ns，且F-CNC的直径在20~40nm，长度为150~300nm。基于机械力化学法制备F-CNC工艺简便、绿色环保且所制备的F-CNC在水中具有良好的分散性，在防伪和生物传感器中具有潜在的应用前景。     

交联壳聚糖/聚乙烯醇/蜗牛黏液复合膜的制备及性能研究

采用延流法制备了香兰素（V）交联的壳聚糖/聚乙烯醇/蜗牛黏液（CS/PVA/SM）复合膜,并通过热重分析仪（TG）、扫描电子显微镜（SEM）和万能材料试验机等研究了不同CS/SM配比对复合膜光学性能、水蒸气和氧气阻隔能力、力学性能、热力学性能及生物降解性能等的影响。结果表明,CS/PVA/SM复合膜为可降解的亲水性薄膜,当CS溶液/SM溶液体积比为5/3时,复合膜性能优良,其抗氧化活性为87.51 %,其水蒸气透过率比纯CS膜降低了75.16 %,不透明度降低了87.74 %,拉伸强度提高了16.04 %,断裂伸长率提高了28.26倍;随着SM含量的增加,复合膜的热稳定性有所降低;CS溶液/SM溶液体积比为5/1、5/2和5/3时,复合膜表现出良好的相容性;SM的添加使复合膜具有很好的延展性和柔韧性,V的添加提高了复合膜的拉伸强度和抗氧化能力;所制备的CS/PVA/SM复合膜在食品包装领域中有潜在的应用前景。     

交联壳聚糖/蒙脱土复合膜的制备及性能研究

以壳聚糖（CS）为基质材料，蒙脱土（MMT）为填料，采用戊二醛（GA）交联改性并结合溶液插层法制备了交联壳聚糖/蒙脱土（CS/GA/MMT）复合膜。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪及热重分析仪对复合膜的结构进行了表征，考察了MMT用量对复合膜的吸水性能、水蒸气阻隔性能和力学性能的影响。结果表明，交联改性CS可提高CS膜的耐水性，CS/GA膜的吸水率较CS膜降低了9.6 %；MMT可提高复合膜的耐水性、水蒸气阻隔性能、力学性能和热稳定性；当MMT的用量为CS质量的5 %时，复合膜的各项性能较好，吸水率、水蒸气透过率和断裂伸长率较CS膜分别降低了37.3 %、36.7 %和41.9 %，且拉伸强度提高了160.5 %。     

2,6-单取代芳香酚醛树脂及其复合膜的可逆热敏变色性能

文章采用双酚A(BPA)、对苯二甲醛（TPD）、间苯二甲醛（IPD）为共缩聚单体，基于开放体系和溶液缩聚方法，微波辅助制备了2,6-单取代芳香酚醛树脂（IPD-BPA-TPD），以树脂为显色剂制备可逆热敏变色镍系顺丁橡胶膜。采用凝胶渗透色谱仪、核磁共振氢谱仪、核磁共振碳谱仪、热重分析仪、热分析仪等测试树脂，采用热重分析仪、热分析仪、分光色差仪、偏光显微镜测试复合膜，研究膜的热敏变色性质、热稳定性、热循环稳定性和微观形貌等。结果表明：IPD-BPA-TPD的Mˉn为1.133×103 g/mol,PDI为1.005。复合膜在恒速降温相变的低温段（12～38℃）的总色差（ΔE）达到90左右，吸收/散射色深差Δ（K/S）在480～600 nm、600～660 nm可见光区达到15和40左右，且具有良好的热稳定性和热循环稳定性。     

明胶/XNBR复合膜的制备及其性能的研究

采用水溶液共混法制备明胶XNBR复合膜。对该膜制备条件的研究表明:在明胶、XNBR质量分数比为10:1,反应温度70℃,反应时间90min的条件下所得膜的力学性能较好。对明胶/XNBR复合膜和明胶/壳聚糖复合膜进行了对比研究,结果表明,明胶/XNBR复合膜较明胶/壳聚糖复合膜有更好的力学性能。     

超支化乙二胺三嗪聚合物对PPC/PBS共混体系的增强改性研究

以超支化乙二胺三嗪聚合物（HBETP）为改性剂，采用熔融共混法制备了聚碳酸亚丙酯（PPC）/聚丁二酸丁二醇酯（PBS）/HBETP共混物；利用动态热机械分析仪、热失重分析仪、电子万能试验机、旋转流变仪、扫描电子显微镜等，对其热性能、力学性能、流变性能、断面形貌等进行了表征。结果表明，当HBETP含量为0.5 %（质量分数，下同） 时，PPC/PBS/HBETP共混物在韧性基本保持不变的情况下，拉伸强度提高幅度最大，由7.56 MPa提高到11.22 MPa，增幅为49.6 %；HBETP的加入可以提高PPC/PBS的相容性，且适当的含量会使PPC/PBS的拉伸强度提升。     

再铸全氟磺酸-聚四氟乙烯共聚物/磺化氧化锆复合膜的制备与性能研究

利用溶液再铸法制备了全氟磺酸－聚四氟乙烯共聚物 （Nafion?）/磺化氧化锆（SZ）复合膜,借助X射线衍射、扫描电子显微镜、热失重分析仪等研究了所制备复合膜的微观结构、形貌以及性能。结果表明,棒状SZ颗粒以平行于膜表面的方向排列,均匀分布在Nafion?膜的骨架中,改善了膜在中温区的热稳定性;将复合膜用于直接甲醇燃料电池（DMFC）的电解质膜时,使用了3 ％ 和6 ％SZ的Nafion?/SZ复合膜的DMFC在45 ℃和5 mol/L甲醇进料时的峰值输出功率密度分别为46.27、59.47 mW/cm2,明显高于同样条件下Nafion?膜的38.2 mW/cm2。     

羟丙基纤维素/明胶复合膜的制备及性能表征

以环氧氯丙烷(ECH)作为羟丙基纤维素(HPC)和明胶(GEL)的交联剂,通过均相混合、交联、溶液浇铸、蒸发等工艺制备了一系列ECH交联的HPC/GEL复合膜(EHGF)。利用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TG)、接触角、力学性能等测试手段对EHGF复合膜的结构、微观形貌、热稳定性、耐水性及拉伸断裂强度进行表征和分析。结果表明:交联作用存在于HPC和GEL组分之间,各组分间具有好的相容性;与HPC/GEL共混膜相比,EHGF复合膜显示了更均匀致密的断面形貌和更高的热稳定性,且ECH的交联作用显著提高了HPC/GEL复合膜的水接触角和断裂强度。     

Structural characterization of chitosan and oxidized carboxymethyl cellulose based freeze-dried films

The conversion of dihydroxyl groups to dialdehyde by periodate oxidation is a useful method widely used in derivatization of cellulose. Periodate oxidation is a highly specific reaction to convert 1,2-dihydroxyl groups to paired aldehyde groups without significant side reactions. This reaction cleaves the C2?CC3 bond; the resulting compound is the dialdehyde cellulose (DAC). These aldehyde groups of carboxymethyl cellulose interact with amino group of chitosan and their interaction results in the formation Schiff??s base with enhanced properties of both the polymers, i.e., of chitosan and carboxymethyl cellulose. Interaction of chitosan and oxidized carboxymethyl cellulose (OCMC) has been carried out with three combinations, i.e., 5, 10, and 15?wt% OCMC with rest of chitosan in 2% lactic acid solution. This new compound is covalently crosslinked which has been analyzed by various techniques like FTIR, TGA, XRD, and SEM.     

Facile preparation for gelatin/hydroxyethyl cellulose-SiO2 composite aerogel with good mechanical strength,heat insulation,and water resistance

The advanced thermal insulation materials with low cost and high mechanical properties play an important role in transport packaging and thermal protection fields. An inorganic/organic composite aerogel was prepared through hydrogen bonds and chemical crosslinking among silica aerogel particles, gelatin (GA), and hydroxyethyl cellulose (HEC). The as-prepared GA/HEC-SiO₂ composite aerogels were characterized by compression tests, scanning electron microscopy, Fourier transform infrared, thermogravimetric analyzer, and contact angle tests to investigate the chemical composition and physical structure. The GA/HEC-SiO₂ composite aerogels exhibited a strong mechanical strength (0.53–4.01 MPa), a high compression modulus (1.33–11.52 MPa), a lower volume density (0.035–0.081 g/cm³), thermal conductivity as low as 0.035 W/[m K]), a porosity of more than 93%, and hydrophobic angle as high as 150.01° after hydrophobic modification. These results indicate that biopolymer composite aerogels embedded with SiO₂ aerogel particles display a bright future in thermal insulation.     

Preparation of gelatin-based films modified with nanocrystalline cellulose

Gelatin is a natural biological macromolecule derived from the collagen in the connective tissue of the skin, bone and other tissues. It has been widely used in medicine, food and industrial production and other fields for easy molding, excellent compatibility and biodegradability. However, physical and chemical disadvantages impede its further application, seriously. Therefore, modification of the gelatin films becomes more and more important. In this study, the gelatin/nanocrystalline cellulose (NCC) composite films were prepared by casting method with 4% glycerol as plasticizer. The effect of NCC on the properties of the composite films was investigated by the characterization of its morphology and mechanical, thermal, and optical properties and water adsorption. The results showed that mechanical, thermal stability and water absorption properties of the gelatin/NCC composite film were obviously improved. The composite films showed the highest tensile strength (13.56?±?0.25 MPa) when the mass concentration of NCC was 0.6%. Adding NCC to gelatin benefited the thermal stability of composite films. The gelatin/NCC composite film of 0.4% NCC had the highest melting transition temperature (138.9 °C). The composite films exhibited the lower water absorption (271.1%) when mass concentration of NCC was 1.0%. Thus, these results indicated that NCC could affect the properties of gelatin-based composite films, and showed it has potential for application in food packing.     

再生纤维素/壳聚糖/银纳米线抗菌复合膜制备及性能

以1-丁基-3甲基咪唑氯盐（[Bmim]Cl）为溶剂体系，通过微晶纤维素（MCC）溶解再生制备基膜，壳聚糖（CS）、银纳米线（AgNW）共混液包覆方法制备抗菌复合膜，通过FTIR、XRD、SEM和热重分析对复合膜的形貌和结构进行表征及对力学、光学、阻隔、抑菌等性能测试分析。结果表明，壳聚糖和银纳米线成功复合于纤维素基膜，与再生纤维素膜相比，当AgNW质量分数为0.5%时，复合膜的拉伸强度提升了12.2%，透光率保持在89.82%，氧气透过率下降了86.7%，且对大肠杆菌具有良好的抑制作用，制备出一种力学性能、光学性能、阻隔性能、抗菌性能优异的可降解纤维素/壳聚糖/银纳米线抗菌复合膜。     

羟丙基壳聚糖/氧化甲基纤维素自愈合水凝胶的制备及其载药性能

采用高碘酸钠对甲基纤维素（MC）进行氧化制备了氧化甲基纤维素（DAMC），通过羟丙基壳聚糖（HPC）的氨基与DAMC的醛基发生希夫碱反应制备了HPC/DAMC自愈合水凝胶。通过调节HPC和DAMC含量探究水凝胶的微观形态、溶胀性能、力学性能、自愈合性能、体外降解以及药物缓释性能。结果表明，HPC/DAMC自愈合水凝胶具有相互连通的孔隙，且孔径处于80～375μm范围内，在室温无刺激条件下能够在20 min内实现自愈合且具有良好的拉伸性能。此外，HPC/DAMC自愈合水凝胶具有良好的保水性，其溶胀比为14.0～17.4。在溶菌酶的作用下，HPC/DAMC自愈合水凝胶在60 h时质量损失率可达84.2%～99.6%。HPC/DAMC自愈合水凝胶对抗肿瘤药物吉西他滨具有缓释效果，缓释作用长达96 h，药物累积释放率达到83.2%～92.7%。     

PMMA/棉花纤维素复合薄膜的制备及性能

为改善聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的热性能和力学性能,以经过预处理的棉花纤维素为增强体,将PMMA与棉花纤维素溶液按不同比例混合,利用溶液浇铸法制备PMMA/棉花纤维素复合薄膜,并利用热重分析、透光性分析以及拉伸性能测试研究了不同棉花纤维素含量的PMMA/棉花纤维素复合薄膜的性能。结果表明,与PMMA薄膜相比,PMMA/纤维素复合薄膜的热稳定性和力学性能均有所提升,PMMA/纤维素复合薄膜的热分解温度提高8.3%;随着棉花纤维素含量从0增加到15%,拉伸强度从10.53 MPa提升到55.95 MPa,最高提升了431%。此外,复合薄膜的光透过率随着棉花纤维素含量的增加而降低。当棉花纤维素含量为7.5%时,复合薄膜不仅具有良好的力学性能,而且具有较高的透光率,综合性能较好。     

聚氨酯丙烯酸酯浸渍固化对淀粉-纤维素复合膜性能的影响

利用聚氨酯丙烯酸酯树脂（PUA）对淀粉-纤维素膜进行改性,以改善材料性能。先以玉米淀粉和纤维素为主要原料,在无机盐氯化锌水溶液中溶解,用流延法制备淀粉-纤维素混合膜（RSC）;再以PUA为浸渍树脂,采用浸渍固化法制备淀粉-纤维素-聚氨酯丙烯酸酯复合膜（RSC-PUA）,考察树脂浓度、光固化时间等因素对复合膜力学性能、吸水性能的影响,并通过扫描电镜、X射线衍射仪、热重分析等手段表征复合膜形貌和结构。实验结果表明：最适宜树脂质量分数为30%,光固化时间为120s;RSC-PUA复合膜比RSC膜拉伸强度提高2.4倍,断裂伸长率提高6倍,吸水率降低了53.6%,热裂解温度增高113℃。以上结果表明,经PUA树脂改性后的复合膜的力学性能、耐湿性、热稳定性提高。     

Synthesis,characterization and properties of cellulose‐grafted glycine derivatives

Novel Schiff base cellulose derivatives were successfully prepared by a bridge‐coupling reaction from dialdehyde cellulose (DAC), which was obtained by the selective oxidation of sodium periodate to cotton fibers, in which the glycine (Gly) was bonded onto the DAC chains by a Schiff base reaction with p‐nitrobenzaldehyde as a bridge. The structures of the graft copolymer (DAC‐g‐Gly) were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy, X‐ray diffraction, solid‐state NMR, and scanning electronic microscopy. The thermodynamic properties were analyzed by thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry, and the biodegradability was also tested by the microbial degradation and the active sludge method. The results indicate that Gly was connected to DAC by chemical bonding, which changed the thermal stability, and that DAC‐g‐Gly could be biodegraded significantly. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2014 , 131, 40929.