斯道拉恩索成功研制微纤化纤维素

斯道拉恩索集团成功推出创新性成果——微纤化纤维素（MFC）,将为多种行业带来创新性变革。2011年末,斯道拉思索位于芬兰的Imatra工厂已开始试点生产微纤化纤维素。     

基于NaOH-Urea预处理的微纤化纤维素制备研究

为开发高效制备微纤化纤维素的方法,探讨了基于氢氧化钠-尿素（NaOH-Urea）混合溶液对玉米芯微晶纤维素进行预处理后采用机械法处理的微纤化纤维素制备工艺。采用傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、X射线衍射仪（XRD）、热重分析仪（TG）、场发射扫描电镜（FESEM）对制备的微纤化纤维素化学结构、结晶度、热稳定性及微观形貌进行表征。结果表明,制备的微纤化纤维素为纤维素Ⅰ型;微纤化纤维素的结晶度为604%,得率高达78%;微纤化纤维素结晶度较玉米芯微晶纤维素有所提高;制备的微纤化纤维素表现出优良的热稳定性,热降解温度达238℃;微纤化纤维素呈棒状,直径为5～20 nm,长度大于200 nm。     

超声处理对制备竹浆微纤化纤维素的影响

以漂白竹浆为原料,采用中性2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物(TEMPO)微波氧化预处理,然后在浆浓0.6%下结合超声波处理将竹浆纤维素分离解纤为微纤化纤维素(MFC)。通过表观分散性观察、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外吸收光谱(FI-TR)和X射线衍射仪(XRD)对不同超声时间所制备的MFC的分散特性、形态特征、化学结构、结晶度和晶型结构进行表征分析。结果表明,超声2 h可以得到分散性好、完全透明的MFC,其直径分布均一(5~15 nm),而长度在微米级;超声处理不会改变纤维素的化学结构和晶体类型,但对其结晶度有一定的影响,超声1.5 h其结晶度最高66.97%,超声2.5 h后其结晶度剧烈下降至39.16%。     

微纤化纤维素在造纸中的应用

将用PFI磨精浆制备得到的微纤化纤维素(MFC),加入到木浆纤维中进行实验室抄片,对比结合强度及表面性能的变化。从检测结果可看出,加入微纤化纤维素,结合强度及表面性能均有改善,随着用量提高强度提高的幅度变小。     

羧乙基化法制备纳米纤化纤维素

以阔叶木为原料,采用丙烯酰胺与氢氧化钠溶液对纤维素进行羧乙基化处理,引入羧乙基基团,然后在高压均质的条件下制备纳米纤化纤维素。研究丙烯酰胺用量、氢氧化钠用量、反应温度和反应时间对羧乙基含量的影响。单因素实验最优制备条件为丙烯酰胺用量1.89 g·g^-1绝干浆,氢氧化钠用量1.51 g·g^-1绝干浆,反应温度90℃,反应时间5h;对不同羧乙基含量的纳米纤化纤维素的性能进行表征,包括:长度、直径、长径比、聚合度和透过率。结果表明:羧乙基含量越高,尺寸和聚合度越小,透过率越高。当羧乙基含量1.89 mmol·g^-1时,纳米纤化纤维素的直径为20nm左右,长度为1.5μm左右,长径比为80左右,在800 nm处透过率为83.89%,聚合度为265。     

纳米微纤化纤维素在纸张增强与涂布中的应用

用漂白亚硫酸盐竹浆制备纳米微纤化纤维素(MFC),将MFC与漂白硫酸盐蔗渣浆、漂白针叶木浆以及漂白阔叶木浆混合抄片,探讨了浆内添加MFC对纸张物理强度性能的影响;同时在相同条件下,对MFC和阳离子淀粉的涂布效果进行比较.结果表明,在低涂布量时,MFC涂布的纸张表面强度要高于阳离子淀粉涂布的纸张.     

羧乙基微纤化纤维素/石墨烯/聚苯胺复合膜的制备与表征

以羧乙基微纤化纤维素为基体,分别采用物理混合法、化学原位吸附聚合法以及物理共混与化学原位吸附聚合相结合的方法经棒涂成型制备了羧乙基微纤化纤维素/石墨烯复合膜、羧乙基微纤化纤维素/聚苯胺复合膜和羧乙基微纤化纤维素/石墨烯/聚苯胺复合膜,对复合膜的微观形貌、化学结构、耐水性、热稳定性、力学性能和电化学性能进行了表征。结果表明,羧乙基微纤化纤维素具有良好的成膜性,可起载体和分散剂的作用。复合石墨烯或聚苯胺后,复合膜的力学性能和电化学性能明显增加。石墨烯可提高膜的热稳定性,聚苯胺可增加膜的耐水性。另外,当10%的石墨烯和30%的聚苯胺复合时,还会对羧乙基微纤化纤维素/石墨烯/聚苯胺复合膜的电化学性能产生协同增效的作用。     

溶剂法纤维素纤维的原纤化性能

本分析了溶剂法纤维素纤维的原纤化性能及影响因素,指出可通过控制原纤化程度来获得独特的织物风格。     

纳米微纤化纤维素在口罩用过滤材料中的应用研究

本研究采用纳米微纤化纤维素(NFC)和不同纤度的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维,通过湿法造纸技术,制备出口罩用NFC过滤材料,并探究了NFC含量、PET纤维纤度及过滤材料定量对过滤材料性能的影响。结果表明,NFC含量是影响过滤材料性能的主要因素,当NFC含量超过13.5 g/m~2时,过滤材料对PM2.5的过滤效率可以达到95%以上。由于过滤材料定量和PET纤维纤度会影响过滤材料的疏松性,进而影响过滤性能和透气性,需要调整过滤材料定量和PET纤维的纤度搭配,以实现过滤效率和透气的平衡。最优的过滤材料配方为:30%NFC,50%0.1 dtexPET纤维,5%0.7 dtexPET纤维,5%1.5 dtexPET纤维,10%双组分PET纤维,过滤材料定量45 g/m~2,由此制备得到的NFC防护口罩,过滤效率达到国家标准GB/T 32610—2016中I级(99%)的要求,防护效果达到A级。     

斯道拉恩索成功研制微纤化纤维素

斯道拉恩索集团成功推出的创新性成果——微纤化纤维素(MFC),将为多个行业带来创新性变革。2011年末,斯道拉恩索位于芬兰的Imatra工厂已开始试点生产微纤化纤维素。微纤化纤维素是在纳米技术的研究过程中,作为副产品而被发现。通过把纤维分解成微米级纤丝的技术,将木浆制成透明的、看上去就像凝胶的微纤化纤维素。纤丝是纤维的微米级天然成分,就长度而言,微米是纳米的1000倍,并非属于纳米技术的范畴。斯道拉恩索集团可再生包装事业部研发与创新负责人JanLif介绍了微纤化纤维素与传统纸浆     

Preparation and Application of Microfibrillated Cellulose-modified Ground Calcium Carbonate

Microfibrillated cellulose(MFC) was first prepared by 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl(TEMPO) oxidation pretreatment and mechanical grinding in the presence of a certain amount of ground calcium carbonate(GCC).The effects of GCC dosage and grinding concentration on the fibrillation were investigated.The obtained MFC was then added to the bulk GCC to form MFC-modified GCC fillers.The properties of MFCmodified GCC fillers were compared to those of the traditional GCC fillers.Results showed that the resulting fibrils became more uniform when the dosage of GCC was 10%~15% and the concentration of the suspension was 6.97%.Compared to traditional GCC,the average particle size of the MFCmodified GCC fillers was larger.Scanning electron microscopy images showed that GCC and MFC formed a bridge structure in the MFC-modified GCC fillers.In the process of papermaking,the MFC-modified GCC fillers decreased the drainage rate but increased the retention of fillers.The prepared papers filled with MFC-modified GCC fillers had higher tensile strength than those filled with traditional GCC fillers.     

Different Kinds of Microfibrillated Cellulose as Coating Layers Providing Fiber-based Barrier Properties

In this study,we investigated the barrier properties of different kinds of microfibrillated cellulose(MFC)coating layers.The air,oxygen,and water vapor permeability,as well as the water contact angles(WCA),were measured to quantify the barrier efficacy of the applied coatings.The WCA data showed that the surfaces of MFC-coated cardboards are more hydrophilic than those of uncoated cardboards.However,different MFC coatings realize different oxygen transmission rates(OTRs)and water vapor transmission rates(WVTRs).The MFC coating derived from bleached bamboo pulp subjected to carboxyethylation pretreatment(MFCCBP)gave the best oxygen and water vapor barrier performances.The OTR of the virgin cardboard(>16500 cm³/(m²·24 h))decreased to 4638 cm³/(m²·24 h)after coating with the MFCCBP.The WVTR similarly decreased from 1016.7 g/(m²·24 h)to 603.2 g/(m²·24 h).     

Fenton法制备的纤维素纳米纤丝在聚乙烯醇复合膜中的应用研究

利用Fenton试剂预处理溶解浆原料,高压均质后获得Fenton氧化纤维素纳米纤丝(Fenton Cellulose Nanofiber, F-CNF),随后采用溶液浇铸法制备了F-CNF添加量为1%～20%的F-CNF/PVA复合膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、万能力学实验机、溶胀实验、热重分析仪(TGA)等对复合膜的微观形貌、化学结构变化、力学性能、吸水溶胀性、热稳定性等进行了分析表征。结果表明,F-CNF与PVA分子间产生了大量的氢键缔合并发生了缩醛反应,两者具有良好的界面相容性,F-CNF可在PVA基质中均匀分散;添加F-CNF后,显著提高了复合膜的拉伸强度和弹性模量,降低了复合膜的吸水溶胀率,提高了其热稳定性。当F-CNF添加量为15%时,复合膜的拉伸强度为65.27 MPa,弹性模量为1460.32 MPa,与PVA膜相比,分别增加了217.77%和830.69%。     

喷涂阳离子化MFC对柴油滤纸原纸孔隙特性的影响研究

以漂白硫酸盐针叶木浆为原料制备不同直径的阳离子化微纤化纤维素(C-MFC),并将CMFC喷涂在单层柴油滤纸原纸(基纸)表面得到复合柴油滤纸原纸(复合原纸);通过扫描电子显微镜(SEM)分析其表面形貌,实验分析不同直径C-MFC对复合原纸孔隙特性、强度、透气度及紧度等性能的影响。结果表明,随着均质压力从10 MPa增加到70 MPa时,C-MFC的平均直径从154. 5 nm降至68. 3 nm;复合原纸的平均孔径由空白样的21. 3μm逐渐降低至14. 1μm,最大孔径由64. 2μm逐渐降低至38. 0μm,且孔径分布更加均一;喷涂C-MFC显著改善基纸的强度性能,在均质压力70MPa条件下获得的C-MFC用于复合原纸制备,其抗张指数和耐破指数相比于空白样分别提高了61. 2%和124. 6%。     

Lignin-containing Microfibrillated Cellulose Prepared from Corncob Residue via Calcium Hydroxide Co-grinding and Its Application in Paper Reinforcement

In this study, lignin-containing microfibrillated cellulose (MFC) was prepared from corncob residue after xylose extraction via co-grinding with calcium hydroxide. The product was then compared with the MFC obtained by direct grinding and applied to strengthen paper. The chemical composition and morphological structure analysis results showed that the corncob residue can be used to prepare lignin-containing MFC and does not require further purification. Moreover, the co-grinding with calcium hydroxide is easier to fibrillate corncob residue. The MFC obtained by co-grinding with calcium hydroxide had a higher aspect ratio, and its surface was coated with calcium carbonate nanoparticles. MFCs obtained by both the methods mentioned above had an obvious strengthening effect on paper. Compared with the paper without MFC, the tensile index, elongation, burst index, and folding strength of the paper with MFC obtained by co-grinding with calcium hydroxide significantly increased by 17.5%, 22.1%, 19.5%, and 157.1%, respectively. This study provides a novel idea for the utilization of corncob residue, which may enhance the value and promote the comprehensive utilization of corn by-products.     

Fenton及改进Fenton氧化法在难降解废水处理中的应用

介绍了近年来Fenton氧化法在废水处理中的应用,并指出了目前还存在的问题,进而提出了改进Fenton氧化法的优点及其应用前景。     

Fenton氧化对制浆废水中难降解有机污染物的去除效果研究

与传统Fenton氧化法相比流化床Fenton氧化法可以有效降低氧化剂的消耗量,同时可以使COD_Cr的去除效率有所提高。由于制浆废水的复杂特性,Fenton氧化反应存在一定的矿化能力极限,处理后废水很难稳定达标。进一步研究确定了最佳反应条件为：H₂O₂用量为1/2Qth、Fe²⁺与H₂O₂摩尔比为1∶5时,一沉池出水进行氧化处理后COD_Cr由1004 mg/L降至235 mg/L,BOD₅/COD_Cr提高到0.59,并通过AOX值和二氯甲烷萃取物GC-MS分析对比,判断废水可生化性显著提高。在此基础上采用流化床Fenton氧化与废水生物处理组合工艺进行处理,可以满足达标排放要求。     

Fenton氧化处理麦草浆E段漂白废水

采用Fenton氧化处理碱抽提段的漂白废水。实验结果表明,Fenton氧化处理能够很好地降解碱抽提段漂白废水中那些难以被生化降解的有机氯化物和酚类化合物,大部分酚类化合物的去除率超90%,CODCr去除率可达96.1%,Fenton氧化处理可有效地降低漂白废水的毒性和色度,可用于漂白废水的深度处理。Fenton氧化处理的最佳操作条件为:H2O2用量2.0g·L-1,FeSO4用量1.6g·L-1,反应pH值5.0,反应时间90min。