《改性納米纖維素材料對紙張塗布的影響及作用機制》是依託南京林業大學，由馬朴擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：改性納米纖維素材料對紙張塗布的影響及作用機制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：馬朴
- 依託單位：南京林業大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
納米纖維素用於紙張塗布被認為是最具工業化套用前景的技術。但納米纖維素比表面積大且帶有大量的羥基，在較高的濃度和較長的儲存時間內下極易發生絮聚從而影響其使用效果。通過化學改性的方法在納米纖維素表面引入強陰/陽電荷基團（通過電荷斥力）可改善其分散性和穩定性，但在較高的濃度下穩定性仍存在不足，且由於其表面大量親水性基團於塗料中膠乳的相容性較差，仍無法滿足在塗布工業中的套用要求。在納米纖維素近均相體系中接枝苯乙烯和丁二烯單體，引入疏水性大分子的空間位阻效應可進一步改善其分散性和穩定性，同時改善其在塗料中與膠乳的界面相容性。通過控制NFC-g-St-Bu的接枝率及單體比例組成，可以製備出不同結構的NFC-g-St-Bu。將其使用在塗布紙生產，可以準確表征出NFC-g-St-Bu結構特徵對塗料及塗布紙性能的影響及影響機制，為改性納米纖維素在塗布紙加工中的套用提供理論依據。
結題摘要
為了揭示改性納米纖維素材料對造紙濕部化學和紙張塗布的影響及作用機制，研究了木質纖維紙漿各種物理、生物、化學預處理方法、TEMPO氧化廢水的分離及循環氧化利用，優選出TEMPO氧化-乳化-均質法納米纖維素聚集體（NFC）的製備方法並進行了表征。研究了NFC的造紙濕部化學及機理、NFC作為造紙GCC分散劑的特性和NFC在紙張塗布中的行為。 研究發現：①在幾種預處理方法中，TEMPO氧化預處理法對纖維的潤脹效果最佳，最宜作為製備納米纖維素的預處理方法；② 建立了可分離、回用的TEMPO氧化預處理方法；③ 確定了TEMPO氧化-乳化-高壓均質法高效納米纖維素製備方法和工藝；④ 該納米纖維素製備方法製備的納米纖維聚集體在造紙濕部化學中表現出優良的助留、助濾、增強性能；⑤ 該納米纖維聚集體的良好分散性能改善塗布化學性能；⑥ 該納米纖維聚集體可作為新型有機微粒助留體系，具有與現代矽微粒助留體系媲美，有同等的助留、助濾、增強性能；⑦ 該納米纖維聚集體較好地提升塗布紙耐折、塗層光澤、印後光澤，而對透氣度影響不大。 TEMPO氧化-乳化-超聲法納米纖維素的製備方法有作為未來高性能低成本的納米纖維素的製備方法；成功製備的納米纖維素聚集體在現代造紙濕部化學過程的助濾、助留和增強上有潛在的套用前景；新的納米纖維聚集體在紙張表面施膠和塗布上有望獲得新進展。
