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纳米微晶纤维素(cellulose nanocrystals CNC)是通过天然纤维素或微晶纤维素经强酸降解而制得。它不但具有纤维素的基本结构与性能,同时又具有纳米微粒的一些特性,因此具有广泛的潜在应用价值。
纳米微晶纤维素的颗粒极小在30~100nm,比表面积很大,可以长期稳定地分散在溶剂体系形成准胶体分散体系或胶体分散体系,具有广泛的应用价值。前人对纳米微晶纤维素的研究工作主要集中在如何制备纳米微晶纤维素以及对纳米微晶纤维素的一些物性进行研究和化学结构分析。然而对于纳米微晶纤维素胶体的流变学性质及其与其他天然产物的协同相互作用确很少有人研究,限制了它在相关领域中的应用。这些工作在学术上和实际应用中都有较高的研究价值。
本论文首先对纳米微晶纤维素进行了表征同时深入研究了质量分数、温度、剪切速率、pH值及盐浓度对纳米微晶纤维素胶体粘度的影响,希望为其进一步应用提供理论依据。通过对纳米微晶纤维素的TEM、X-ray衍射分析,表明它具有良好的结晶性、尺寸稳定性。对体系的质量分数、温度、剪切速率、pH值、盐度对CNC胶体粘度行为的研究表明:CNC胶体具有剪切稀变性、在一定浓度范围内(质量分数3%~5%)具有较好的增稠效果,在高温、高酸碱和无机盐存在的条件下也有良好的增稠性,可以作为稳定剂、增稠剂用于多种行业。
然后本论文研究了纳米微晶纤维素与κ-卡拉胶的混合体系的凝胶化及其协同相互作用,探讨了各种因素包括共混比例、盐离子浓度,pH值对凝胶强度的影响,并通过FTIR光谱、Raman光谱、DSC和流变仪从分子水平上对相互作用机理进行了解释。
最后本论文又研究了纳米微晶纤维素与其他天然产物的混合体系包括纳米微晶纤维素与黄原胶的混合体系以及与瓜儿豆胶的混合体系的协同相互作用,并探讨了温度、pH值、盐度、剪切速度、不同盐离子种类对协同相互作用体系的影响。