【摘要】 由于纤维素II的结构较为稳定，因此可透过丝光处理及再生处理方法从天然纤维素中提取。

近年来，人们对纤维素纳米纤维的生产和应用越来越感兴趣。CNF通常从具有天然纤维素多态性的纤维素中获得，称为纤维素I。还有三种其他类型的纤维素多态性，纤维素II，III和IV。纤维素I和II是研究最多、应用最广泛的工业纤维素。文献中的一些工作报告说，纤维素I向纤维素II的转化阻碍了纳米纤维化过程。

 

由于纤维素II的结构较为稳定，因此可透过丝光处理及再生处理方法从天然纤维素中提取。然而，通过这些过程的晶体结构转换导致材料的机械性能较差。

 

纳米纤维素基材料的基本特性之一是其复杂的流变性。由于这一特点，加工是具有挑战性的，尤其是根据其生产的特点，找到最适合的应用程序，这可能会有所不同由于材料的来源和获得材料的方法。这些悬浮物在不同剪切速率下的变形对于各种潜在的应用是至关重要的。

 

纳米纤维素水悬浮液的流变性受到纳米纤维和水分子之间的氢粘合的影响这直接关系到纳米纤维的效率和质量，其中含有高纳米纤维素的悬浮液具有凝胶状的外观，因此具有更高的粘度。相比之下，较少的纳米纤维化材料具有较高的水性外观和较低的粘度。纳米纤维素材料的粘度是一个重要因素，必须优化到足够低的水平才能使材料得到加工，足够高的水平才能改善分散。

 

化学组成的形态和原料会影响所得纤维素纳米材料的流变性和机械性能，以及最终产品的质量碳纳米管的形态特征取决于来源和生产过程。然而，与其他材料相比，CNFs具有活性表面，低密度(1.54g/cm3)，以及大量的自由羟基，这些自由羟基有助于各种化学品的接枝以达到特定的性能。

 

木质纤维素生物质是由纤维素、半纤维素、木质素和其他次要成分形成的，这些成分产生了复杂的基质结构，具有天然的抗性，这是由于固有分子的性质和它们之间的相互作用造成的这些组分不会单独出现在细胞壁结构中，而是通过稳定的化学键在木质素-碳水化合物中连接在一起。

 

半纤维素是在自然界和植物细胞壁中发现的第二类最丰富的亲水性多糖，与所有高等植物中的纤维素和木质素密切相关，它们占植物干物质的20-30%与纤维素相比，这些聚合物的摩尔质量要低得多，并且在其链之间含有相当程度的分枝，与纤维素不同，它们具有高度无定形的性质，并且在较温和的条件下更容易受到化学水解的影响半纤维素有很大比例的羟基结合在分子内和分子间的氢键中，使其比纤维素更具吸湿性，其中一些氢键自然地将水与纤维素分子结合在一起。

 

由于游离羟基数量较多，半纤维素呈现出高度亲水性，加上其无定形性质和分枝结构，使其在接触水分子时大大膨胀。半纤维素的膨胀也对纤维素晶体结构有很强的影响，因为它与纤维素表面有很强的结合力。这些多糖可能在CNF的生产中发挥重要作用，例如，Iwamoto等。证明了半纤维素作为纤维素微纤维结合的抑制剂，从而有助于简化纳米纤维化过程。

 

有关碳纤维生产和应用的研究数量不断增加，因此，扩大对其行为及其化学组成与衍生材料性能之间关系的了解至关重要。因此，本研究旨在评估改性对桉树CNF性能的影响，尤其是对不同半纤维素水平和纤维素I/纤维素II多态性比例的流变学性能的影响。

 

研究了不同半纤维素含量和纤维素II多晶型的纤维素纳米纤维(CNFs)的性能。发现这些多糖与CNF的性质之间存在联系。在碱性环境下，纤维素的结晶度减少(由69%减少至63%)，结晶结构发生变化，促进纤维素I部分转化为纤维素II(由2%减少至42%)，并防止在NaOH浓度高于5%时产生CNFs。除10%NaOH处理2小时后表现为牛顿流体行为外，其余处理均表现为假塑性流体行为。参考CNFs(TEMPO氧化)的质量指数最高(80±3)，其次是5%NaOH处理的(与未处理的样品相比，节能68±3和22%)和未处理的(63±3)样品;10%NaOH处理的质量指数分别为51±3和32±1。

 

1.Matheus Cordazzo Dias, Uasmim Lira Zidanes, Caio Cesar Nemer Martins, Ana Lázara Matos de Oliveira, Renato Augusto Pereira Damásio, Jaime Vilela de Resende, Eduardo Valério de Barros Vilas Boas, Mohamed Naceur Belgacem, Gustavo Henrique Denzin Tonoli, Saulo Rocha Ferreira, Influence of hemicellulose content and cellulose crystal change on cellulose nanofibers properties, International Journal of Biological Macromolecules, Volume 213, 2022, Pages 780-790, ISSN 0141-8130, https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.06.012.

 

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