木薯渣纳米纤维素/木薯淀粉复合薄膜的制备与性能研究

发布时间：2021-08-10 03:03

　　木薯渣是工业生产淀粉和乙醇的废料,我国每年有大量的木薯渣被直接掩埋或丢弃,这不仅造成资源的浪费,而且还会污染环境。木薯渣中的纤维素含量较高,是天然的纤维素原料,如果能够将之有效利用,木薯渣的商业价值将会大幅度提高。本文以木薯渣为原料,采用高压均质法制备了纳米纤维素（CNF）,进而制备了四种改性纳米纤维素,通过扫描电镜、透射电子显微镜、原子力显微镜、红外光谱、X-射线衍射仪、热稳定性分析和X射线光电子能谱仪对木薯渣、纳米纤维素和改性纳米纤维素进行了表征分析,并以木薯淀粉为成膜基质,探究CNF和改性CNF对木薯淀粉基纳米复合膜性能的影响。本文以木薯渣为原料制备纳米纤维素。木薯渣经过酶解和漂白后,纤维素含量从20.21%增加到77.39%,淀粉含量从50.39%降低到1.87%,半纤维素含量从18.38%降低到5.11%,木质素含量从3.69%降低到0.74%。木薯渣纤维在15000 psi下均质30次后成功地制备出了纳米纤维素,CNF的直径在10nm左右。与木薯渣相比,CNF的热稳定性有所改善,CNF的结晶度指数从18.61%增加到57.51%,但淀粉酶处理、漂白和高压均质并没有改变木薯渣... 

【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－３聚合物接枝方法［５７］??Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｈｅ?ｐｏｌｙｍｅｒ?ｇｒａｆｔｉｎｇ?ｍｅｔｈｏｄ［５７］??

〇〇□??图２－１木薯渣纤维的物理外观（ａＣＲ，ｂＣＲ－Ａ，?ｃＣＲ－Ａ－Ｂ）??Ｆｉｇ．?２－１?Ｐｈｙｓｉｃａｌ?ａｐｐｅａｒａｎｃｅ?ｏｆ?ｃａｓｓａｖａ?ｒｅｓｉｄｕｅ?ｆｉｂｅｒｓ（ａ?ＣＲ，?ｂ?ＣＲ－Ａ，?ｃ?ＣＲ－Ａ－Ｂ）??木薯渣纤维在不同处理阶段的物理外观如图２－１所示，图中ａ、ｂ和ｃ分别为ＣＲ、??ＣＲ－Ａ和ＣＲ－Ａ－Ｂ的图片。当用淀粉酶处理后，ＣＲ纤维的浅棕色变为ＣＲ－Ａ纤维的棕??色，这是因为酶处理使木质素暴露在了纤维素外面。用亚氯酸钠漂白ＣＲ－Ａ纤维后，纤??维完全变成了白色。每次处理后样品颜色的变化都证实了木薯渣中化学组分的变化，表??明淀粉、木质素、蜡和油脂等非纤维素组分已被完全去除。??２．５＿２扫描电镜分析??２４?

?木薯渔纳米纤维素／木暮淀粉复合薄膜的制备与性能＾研究??圖＿??＿??图２－２木薯渣纤维的扫描电镜图（ａＣＲ，ｂＣＲ－Ａ，ｃＣＲ－Ａ－Ｂ）??Ｆｉｇ．?２－２?Ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ?ｏｆ?ｃａｓｓａｖａ?ｒｅｓｉｄｕｅ?ｆｉｂｅｒｓ?（ａ?ＣＲ．?ｂ?ＣＲ－Ａ，ｃ?ＣＲ－Ａ－Ｂ）??图２－２中ａ、ｂ和ｃ分别是木薯渣（ＣＲ）、酶处理后的木薯渣（ＣＲ－Ａ）和漂白木薯渣（ＣＲ－??Ａ－Ｂ）的扫描电镜图。在图２－２?ａ中可以观察到木薯渣含有颗粒和纤维状结构，这分别归??因于淀粉、木质素和半纤维素与纤维素纤维的交联基质［１２７］。木薯渣中有大量淀粉颗粒??存在，一部分淀粉处于游离态，另一部分淀粉困在木质素和半纤维素与纤维素纤维形成??的基质中。由于蜡、脂类和淀粉颗粒组分在纤维束周围充当胶结剂，ＣＲ纤维表面粗糙。??用淀粉酶处理木薯渣后，木薯渣纤维表面变得较为平整、光滑，且木薯渣纤维结构变得??比较松散，看不到淀粉颗粒的存在，这表明木薯渣纤维外部的非纤维层（例如淀粉）被??去除。ＣＲ－Ａ纤维经亚氯酸钠漂白后，ＣＲ－Ａ－Ｂ纤维中出现了大量的网状结构，纤维尺寸??变小，纤维表面变得


本文编号：3333323