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纤维素是地球资源中最常见、最广布、原料最多元的天然高聚物材料之一,不仅安全无毒、可降解再生,而且性能优异,被普遍认为是未来石油衍生材料的替代材料。目前纤维素基膜材料存在溶解条件苛刻、制备工艺复杂、综合性能不佳等问题,因此本课题以市售纤维素粉为原料、LiCl/DMAc为溶剂,采用简单的工艺使纤维素溶解,以制得的纤维素溶液为成膜液,通过优化工艺、添加增强相制备纤维素基高性能包装膜,并从多个方面对薄膜的包装性能进行测试和评估。主要研究成果如下:(1)基于LiCl/DMAc溶剂,研究了纤维素原料的溶解能力、溶解过程及流变性能。采用水-甲醇-DMAc活化以及1000r/min以上的搅拌速度使纤维素在相同时间内溶解量最多,4g纤维素粉于常温下高速搅拌40min便基本溶解,长链纤维溶解时还会出现泡状和分丝帚化现象。纤维素溶液的黏度随浓度呈指数级增加,随剪切速率和振荡频率先轻微增加后急剧降低,为剪切变稀型流体。纤维素溶液的黏弹性随振荡频率一直增加,整体呈弹性特性。(2)纤维素膜(RCs)采用溶解、浇铸、凝胶、再生、干燥工艺进行制备,研究了纤维粒径、溶液浓度及凝胶时间对RCs力学性、阻隔性、透明性和热稳定性的影响。以拉伸强度、断裂伸长率和透氧系数为评价指标的正交试验结果显示,溶液浓度对RCs拉伸强度影响最显著,纤维粒径对RCs断裂伸长率影响最显著,但所有因素水平对RCs透氧系数均无显著性影响,最佳工艺条件下RCs的拉伸强度、断裂伸长率和透氧系数分别为111.1MPa、27.3%和2.21×10-17cm3·cm·cm-2·s-1·Pa-1。(3)纳米纤维素(TOCNs)采用TEMPO/NaClO/NaClO2氧化预处理结合超声破碎处理的方法进行制备,研究了超声时间对TOCNs物性的影响。随着超声时间延长,TOCNs/水悬浮液的Zeta电位数值超过30mV,PDI低于30%,平均粒径最低可达54.32nm,溶液稳定性、粒子均匀性明显增加。全纤维素复合薄膜(ACCs)以TOCNs为增强相采用二步法进行制备,研究了TOCNs含量对ACCs的增强效果。1.0wt%TOCNs时,ACCs综合力学能最佳,拉伸强度、杨氏模量、断裂伸长率和断裂能分别为134.3MPa、6.06GPa、21.6%和21.51MJ·m-3,1.6wt%TOCNs时,ACCs阻氧性最好,透氧系数仅为1.47×10-17 cm3·cm·cm-2·s-1·Pa-1,但TOCNs添加会轻微降低薄膜的透明性和热稳定性。(4)对比纤维素膜与普通塑料薄膜的主要包装性能,结果显示制成的纤维素膜透明性好,拉伸强度、阻氧性远优于一般性塑料薄膜,阻氧性甚至与EVOH相当,但韧性差、透湿量大。