揭开纤维素纳米纤维复合材料制备工艺的神秘面纱

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2017-12-15 环球过滤分离技术网

       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。

文章来源：复材网