亚硫酸盐竹浆制备微纤化纤维素及其涂布应用的研究的开题报告.docx

亚硫酸盐竹浆制备微纤化纤维素及其涂布应用的研究的开题报告
一、研究背景
纤维素作为自然界中含量最丰富的有机物之一，其在造纸、食品、医药等行业都有着广泛的应用。其中，纸浆制备是纤维素应用最为广泛的领域之一，而亚硫酸盐浆制备的优点在于其操作简单、成本低廉，因此在造纸行业中占有重要的地位。然而，亚硫酸盐浆纤维素的物理性能较差，难以满足某些特殊的使用需求。
微纤化处理是一种常用的改性方法，可以将原本较粗的纸浆纤维分散成为一定大小的纤维素微粒，进而提高纸张的物理性能。而比较常用的微纤化方法有机械磨浆法、化学氧化法、生物酶法等。本研究则将重点放在利用亚硫酸盐竹浆制备微纤化纤维素的方向上。
在微纤化处理得到的纤维素微粒应用方面，纳米纤维素涂布应用是一个较为热门的研究方向。纳米纤维素涂布具有优异的透明度、机械强度、耐刮耐磨性等特点，因此广泛用于相册背板、高级画册、包装材料、模塑材料等多个领域。本研究将研究亚硫酸盐竹浆制备的微纤化纤维素在纳米纤维素涂布应用中的性能表现。
二、研究目的
本研究的目的在于，通过亚硫酸盐竹浆制备微纤化纤维素，并将其应用于纳米纤维素涂布之中，探究其物理性能，并与其他常规纤维素涂布材料进行比较，以评估其应用潜力。
三、研究内容和方法
1. 亚硫酸盐浆制备微纤化纤维素的方法
采用亚硫酸盐竹浆作为原料，以化学氧化法为主要手段进行微纤化处理。在微纤化处理过程中，逐步控制浆料的PH值、磨浆浓度、磨浆时间等参数，以实现尽可能高的纤维素微粒分散度和稳定性。
2. 纳米纤维素涂布的制备方法
将微纤化纤维素与适量的纳米二氧化硅、纳米氧化钛等纳米材料进行混合，调整成适当的浓度，并通过蠕动泵将其涂布在基底纸上。同时，以普通纤维素涂布为参照，进行性能测试和比较。
3. 性能测试和比较
主要采用扫描电镜、透射电镜、拉曼光谱等测试方法，评估微纤化纤维素及纳米纤维素涂布的物理性能、表面形貌、结构等，并与其他常规纤维素涂布材料进行对比，探究其性能差异，为后续优化提供理论参考。
四、研究意义
1. 进一步提高亚硫酸盐竹浆的综合利用效益，为造纸行业提供更多的可选材料。
2. 探究亚硫酸盐竹浆微纤化纤维素的制备工艺，为相关工艺的研究提供理论支持。
3. 利用微纤化纤维素及其纳米纤维素涂布的应用潜力，拓展纳米纤维素涂布的应用领域，为涂布材料的研发提供思路。
四、研究进度计划
1. 2021年3月-5月：文献调研，确定研究方向及方法。
2. 2021年6月-8月：亚硫酸盐浆制备微纤化纤维素，并进行相关的物理性能测试。
3. 2021年9月-11月：纳米纤维素涂布的制备及其性能测试，并与其他常规纤维素涂布材料进行对比。
4. 2021年11月-12月：数据整理和分析，准备论文。
五、预期结果与成果
预期研究结果将得到如下几方面的成果：
1. 探究亚硫酸盐竹浆制备微纤化纤维素的工艺方法及其物理性能。
2. 拓展亚硫酸盐竹浆在纳米纤维素涂布领域的应用潜力。
3. 探究微纤化纤维素及其纳米纤维素涂布的物理性能特点，并与其他常规纤维素涂布材料进行对比，评估其优缺点。