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纤维素是自然界储量最大的天然高分子,因其特殊的晶体结构、成本低、良好的力学性能及生物相容性等特性,被广泛用作高分子材料的增强材料。本文以微晶纤维素(microcrystalline cellulose,MCC)为原料,通过碱预处理后进行阳离子改性制备改性微晶纤维素(modified microcrystalline cellulose,MD-MCC),并制得不同粒径大小的改性微晶纤维素,在此基础上采用不同方法制备了纳米纤维素(nanocellulose,NC),研究改性及制备方法对纳米纤维素性质的影响。最后以淀粉为成膜基质,探究了改性前后微晶纤维素、不同粒径大小改性微晶纤维素及不同方法制备的纳米纤维素对淀粉膜(starch films,ST)性能的影响。主要研究内容和结果如下:(1)碱预处理使微晶纤维素颗粒润胀,破坏了内部部分氢键,使其结构变疏松,为微晶纤维素的改性和纳米纤维素的制备提供有利条件。改性后微晶纤维素仍属于Ⅰ晶型,结晶度降低为68.2%;起始热降解温度降低,500°C时的碳残余量升高。(2)添加微晶纤维素和改性微晶纤维素均可以提高淀粉复合膜的抗拉强度和水蒸气阻隔性能,但降低了淀粉膜的断裂伸长率。与ST/MCC相比,ST/MD-MCC的综合性能更好。阳离子改性有效地改善了微晶纤维素在淀粉膜基质中的分散性,增强了淀粉膜的性能。添加5%改性微晶纤维素的淀粉复合膜具有最优的综合性能。(3)不同粒径大小的改性微晶纤维素对淀粉膜性能具有不同的影响。粒径越小,其在淀粉膜中分布越均匀,淀粉膜的抗拉强度越大,水蒸气透过系数越小,透光性能越强,淀粉膜的综合性能越好。(4)采用酸水解、高压均质和超声三种方法分别对改性前后微晶纤维素进行处理得到6种纳米纤维素。对微晶纤维素改性有效提高了其制备的纳米纤维素的胶体稳定性及得率,其中采用高压均质方法制备的纳米纤维素其产率增加了16.2倍。改性纳米纤维素均为细纤维状结构,直径为2~15 nm。与微晶纤维素相比,改性纳米纤维素仍为纤维素Ⅰ晶型,结晶度降低,起始降解温度降低。(5)不同方法制备的改性纳米纤维素对淀粉膜力学性能和阻水性能都有较好的改善作用。添加高压均质制备的纳米纤维素的淀粉复合膜具有最大的抗拉强度(28.74MPa),水蒸气透过系数降低了22%。