纤维素纳米纤维(CNF)是一种新型材料,它是由树木的木材生物质制成, 因此,它是可以回收利用和可生物降解的。 由于其原料丰富,成本低。所以,CNF是一种优秀的,绿色的新一代纳米材料。目前,纤维素纳米纤维(CNF)已经受到全世界广泛关注。 富士颜料有限公司已经制定了由丙烯酸树脂,聚乙烯(PE),聚酯,聚丙烯(PP),聚氯乙烯(PVC)等树脂组成的CNF复合材料的制造工艺。同时该公司也积极使用其他塑料材料(如PS,ABS等)生产复合材料。
CNF的宽度为4-20nm,长度为几微米,并且其长径比大。CNF的重量大概是钢的五分之一,但是它的强度是钢的7-8倍。同时CNF的热膨胀系数低,与玻璃纤维相当,但CNF的弹性模量却比玻璃纤维高。因此,CNF被认为是高硬度、高强度、高模量的材料。CNF与树脂混合时,可以增强树脂,减轻重量。此外,在一定程度上还可以使塑料生物降解。 因此,CNF可以用作汽车,航空,建筑和其他应用的材料。然而,世界各地的研究人员普遍遇到的问题是CNF的高亲水性,其表面含有大量羟基基团,可以吸附大量的水分子,导致其难以与大多数疏水性树脂混合。
为解决上述问题,富士颜料有限公司借鉴了纳米尺寸粒子分散技术的多年经验,制定了CNF与各种树脂混合,并且分散在树脂中的制造工艺。母料中的CNF浓度为3-12%,其浓度取决于树脂混合物。并且,该公司正试图生产更高浓度CNF的母料混合物。此外,为了制造100%可生物降解的塑料,富士颜料有限公司试图用可生物降解塑料如聚乳酸(PLA),聚丁二酸丁二醇酯(PBS)生产CNF复合材料。
除了将CNF分散在母料中,该公司还生产了将CNF分散在水中,醇、吡咯烷酮有机溶剂中,丙二醇单甲醚和丁基溶纤剂二醇醚类溶剂中。尽管CNF分散在酮类、碳氢化合物和芳香族化合物等有机溶剂中似乎很困难,但公司正努力实现这些目标。CNF除了能够增强塑料之外,其应用还包括化妆品,膜,过滤器,粘度增强剂,催化剂载体,分离器和生物医药等。
该公司将生产固体形式的CNF,并分散在水和液体有机溶剂中。
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