纤维素微纳颗粒的硅烷化改性对制备超疏水材料的影响

朱兆栋 郑学梅 付时雨 朱文远

摘要：利用纤维素纳米晶（CNC）经过喷雾干燥得到纤维素微纳颗粒（CNCmp），再用甲基三甲氧基硅烷（MTMS）进行硅烷化改性，配制成超疏水涂料喷涂于定性滤纸上制成超疏水滤纸。实验结果表明，硅烷化改性对于制备超疏水滤纸具有重要影响，在自制的硅烷化反应装置中，当MTMS用量为70μL，反应温度为25℃，反应时间10 min，获得的硅烷化改性CNCmp可制备超疏水滤纸。同时发现，分别使用1H，1H，2H，2H全氟辛基三乙氧基硅烷（PFOTES）和MTMS对CNCmp进行改性后制备超疏水滤纸的效果相近。

关键词：纳米纤维素；纤维素微纳颗粒；硅烷化；超疏水；氟硅烷

中图分类号：TS761.2

文献标识码：A

DOI：10.11980/j.issn.0254508X.2018.12.003

天然纤维素是一种广泛存在的可再生资源[1]。随着人类环保意识不断加深，针对天然纤维素及其衍生物的研究已经成为当今纤维素学科中非常活跃的研究领域之一，并越来越显示出其重要性[23]。纳米纤维素作为一种可再生且环境友好的纳米材料，受到科研人员及工业界人士的广泛重视[39]。纳米纤维素是指至少有一维空间尺寸达到100 nm以下的纤维素[10]，由于其本身优良的纳米尺寸效应、较高的比表面积、较高的反应活性、丰富的表面羟基[11]，为很多新型材料的设计提供了良好的基础，其中关于纳米纤维素基超疏水材料的研究就是长期以来的热点。所谓超疏水表面一般是指与水的接触角大于150°的表面，可以通过两种方法来制备：一种是在疏水材料（接触角大于90°）的表面构建微纳粗糙结构[12]；另一种是在微纳粗糙表面上进一步修饰低表面能物质[13]。……