纳米纤维素添加剂对纸张机械性能的影响

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物科学 聚合物科学
• 纸张工程 纸张工程

背景情况:

• 提高产品的耐用性是一个关键的工业重点.
• 亚麻和棉花纸是优选的高强度纸张产品,如纸币,由于固有的机械性能.
• 提高基于纤维素的材料的机械性能,如亚麻纸,是非常有趣的.

研究的目的:

• 研究纳米纤维素作为添加剂的潜力,以改善亚麻纸的机械性能.
• 评估纳米纤维素在纸张强度上加入的不同方法 (纸质量添加与表面应用).
• 评估纳米纤维素在提高亚麻纸的抗拉强度,破裂长度和抗拉能量吸收方面的有效性.

主要方法:

• 亚麻纸质是用不同百分比的纳米纤维素添加剂 (高达5%) 制备的.
• 纳米纤维素被直接纳入纸质中,或作为喷雾/涂层应用于生产的纸张上.
• 测量了关键的机械性能,包括拉力强度,断裂长度和拉力能量吸收指数,并与没有纳米纤维素的对照样本进行了比较.

主要成果:

• 在纸质中添加5%纳米纤维素的最高值导致拉伸强度为24.3Nm∙g-1 .
• 纳米纤维素作为涂层的应用产生了最高的抗拉强度,达到28.7Nm∙g-1 .
• 与没有纳米纤维素的亚麻纸相比,这两种方法都显示出显著的改善 (20.5 Nm·g-1 抗拉强度).

结论:

• 纳米纤维素是一种高效的天然添加剂,可增强亚麻纸的机械强度.
• 纳米纤维素的表面应用 (涂层) 似乎比直接添加纸更有效地提高了拉伸强度.
• 这些发现支持使用纳米纤维素来制造更耐用,更强大的纤维素材料.