论文资料：海鞘纤维素的制备及其性能

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1、精品文档免费阅读免费分享如需请下载！海鞘纤维素的制备及其性能张丽红，宋广杰，朴光哲*青岛科技大学，橡塑材料与工程教育部重点实验室，青岛，266042本论文从柄海鞘的被囊中成功地制备了纳米纤维素，并通过偏光显微镜(PolarizingOpticalMicroscope,POM)、红外光谱仪(InfraredSpectroscope,IR)、原子力显微镜（AtomicForceMicroscope,AFM）、扫描电子显微镜(ScanningElectronMicroscope,SEM)对其形貌、结构和溶致手性液晶行为进行了初步研究。研究结果表明，所制备的海鞘纤

2、维素样品粉末几乎为Iβ晶型；海鞘纳米纤维素为棒状结构，直径均匀，平均直径约为30nm，长度在200nm-2μm之间，具有长度多分散性。同时发现，当海鞘纤维素悬浮液达到一定浓度后，可以自发地形成溶致胆甾型液晶，而且由于胆甾型液晶薄膜具有选择反射性，所以在自然光的照射下呈现彩虹颜色。关键词：海鞘纳米纤维素溶致胆甾型液晶选择反射性国家自然科学基金（50773033;50872060）和国际科技合作计划项目(2011DFA50430)资助。*通讯联系人。请下载！精品文档免费阅读免费分享如需请下载！海鞘纤维素的制备及其性能张丽红，宋广杰，朴光哲国家自然科学基金(50

3、773033;50872060)和国际科技合作计划项目(2011DFA50430)资助。*通讯联系人。青岛科技大学，橡塑材料与工程教育部重点实验室，青岛，266042关键词：海鞘纳米纤维素晶体溶致胆甾型液晶选择反射1前言纤维素来源广泛，不仅存在于高等植物的细胞壁中，而且在海洋动物海鞘的被囊中也发现了纤维素的存在。海鞘纤维素与植物纤维素相比较有许多独特性质，如前者的90%以上为Iβ晶型，而且其结晶度高，而后者只有50-70%的Iβ晶型。纳米纤维素在一定浓度下能自发形成胆甾型液晶（N*-LCs）[1,2]。N*-LCs具有优异的光学性质，如光学各向异性、双折射

4、性、选择反射性等，因此有望用于防伪材料、装潢涂料、显示材料、反射型彩色电子纸等领域。目前国内仅有从海鞘中提取海洋药物成分的研究报道，而有关海鞘纤维素的研究鲜见文献报道。本课题率先以柄海鞘为原料提取纤维素，然后采用酸水解的方法制备纳米纤维素。并通过红外光谱仪（IR）、偏光显微镜（POM）、原子力显微镜（AFM）对其形貌、结构和溶致手性液晶行为进行了较系统的研究。2实验部分将柄海鞘洗净后，解剖并丢弃其内脏器官，只留海鞘的被囊；然后用5wt%的氢氧化钾溶液浸泡12h，用去离子水洗至中性，再将其倒入盛有漂白液（1L蒸馏水、5ml乙酸和10ml次氯酸钠的混合溶液）的

5、烧杯中在70℃下搅拌漂白6h，每隔2h换一次漂白液，上述浸泡漂白步骤重复进行4次；将得到的样品干燥、粉碎、过筛，就得到了海鞘微晶纤维素。将上述海鞘纤维素和60wt%的浓硫酸按1(g):17.5(ml)比例混合，并在50℃下搅拌反应5h后，稀释、终止反应；通过离心、透析除去悬浮液中过量的酸；然后超声悬浮液使其分散均匀；最后通过自然蒸发或聚乙二醇溶液渗透压来浓缩纳米纤维素悬浮液，使其达到一定浓度时就自发形成N*-LCs。3结果与讨论请下载！精品文档免费阅读免费分享如需请下载！3.1IR表征图1为棉花纤维素(a)和海鞘纤维素样品(b)的IR谱图。从图1(a)可见

6、，在3267、703cm-1处出现了Iβ的特征峰，而在3240、750cm-1附近Iα型纤维素的特征峰不明显，表明棉花纤维素基本为Iβ晶型，只含有极少量的Iα晶型[3]。同样，从图1(b)可见，在3268、701cm-1处的峰为Iβ的特征峰，而在3240、750cm-1附近未出现Iα型纤维素的特征峰，表明所制得的海鞘纤维素主要为Iβ晶型。Fig.1IRspectraofcottoncellulose(a)andtunicatecellulose(b)3.2POM表征50μmFig.2POMimageofthecellulosenanocrystalline

7、suspensionofthetunicate图2为纤维素悬浮液N*-LCs的偏光显微镜（POM）照片。从图2中可以观察N*-LCs所特有的指纹织构，并从指纹织构的相邻三个亮线的距离可以计算得到其螺距约为10μm。由于N*-LCs具有选择反射性，使得N*-LCs干燥请下载！精品文档免费阅读免费分享如需请下载！薄膜在自然光照射下呈现彩虹般漂亮的颜色，如图3所示。当视角发生变化时，胆甾型液晶薄膜将呈现不同颜色。Fig.3PhotosoftheN*-LCfilmsatdifferentangleview3.3AFM表征图4为水解后的海鞘纤维素水的悬浮液的AFM图

8、。从图4中可知酸水解后的海鞘纤维素为棒状结构，长度在200nm-2