聚多巴胺改性纳米纤维素/淀粉高性能纺织浆料的制备及其对涤纶经纱的粘附性研究

Starch sizing agent shows great potential to replace traditional PVA sizing in textile industry for its extensive sources, low cost, renewability and biodegradability. However, lack of enough strength and excellent adhesiveness to polyester warp leads to many limitation. Therefore, the design of starch composite with excellent mechanical property and adhesiveness has become one of the most important fields in textile sizing area. The project is aimed at preparing cellulose nanofiber with high aspect ratio by controlling the environment of cellulose solution. Then polydopamine is used to modify cellulose nanofiber obtained by controlling the surface topology of cellulose nanofiber through adjusting the self-polymerization of dopamine, thus realizing the regulation of starch with excellent mechanical property and adhesiveness. Furthermore, the enhanced mechanical property and adhesiveness mechanism will be further revealed in order to figure out the effect of polydopamine modified cellulose nanofiber. This project can provide fundamental scientific basis for the design and properties regulation and controlling of starch composite sizing with excellent mechanical property and adhesiveness and broaden the application area of cellulose.nanofiber.

淀粉浆料来源广泛，价格低廉，具有可自然再生和可完全生物降解的特性，因此其有望替代传统的PVA浆料广泛用于纺织行业中。但因其缺乏足够的强度以及良好的粘附性（特别是对涤纶经纱产品）而受到诸多限制，因此，开发能满足应用需求的、力学性能优异且粘附性能良好的淀粉复合浆料（材料）已成为近年来纺织浆料领域的重要研究方向之一。本项目拟从高长径比的纳米纤维素的制备开始，通过调控纤维素再生时的溶液环境，获得高长径比的纳米纤维素。继而采用多巴胺对纳米纤维素进行表面改性，通过控制多巴胺在纳米纤维素表面的自聚合来调控纳米纤维素的表面拓扑结构，从而实现其对淀粉基体力学性能以及粘附性能的有效调控，然后进一步分析多巴胺改性纳米纤维素大幅改善淀粉浆料力学性能以及对涤纶粘附性的作用机理。本研究将为具有优异力学性能及粘附性能的淀粉复合浆料的设计和性能调控提供基础的科学依据，并进一步拓宽纳米纤维素的应用领域。

淀粉浆料来源广泛，价格低廉，具有可自然再生和可完全生物降解的特性，因此其有望替代传统的PVA浆料广泛用于纺织行业中。但因其缺乏足够的强度以及良好的粘附性（特别是对涤纶经纱产品）而受到诸多限制，因此，开发能满足应用需求的、力学性能优异且粘附性能良好的淀粉复合浆料（材料）已成为近年来纺织浆料领域的重要研究方向之一。本项目从高长径比的纳米纤维素的制备开始，通过调控纤维素再生时的溶液环境，当纤维素溶液与去离子水的体积比为1:1或纤维素溶液的再生温度为50℃时，成功获得了高长径比的纳米纤维素。继而采用多巴胺对纳米纤维素进行表面改性，通过控制多巴胺在纳米纤维素表面的自聚合调控纳米纤维素的表面拓扑结构，成功实现了其对淀粉基体力学性能以及粘附性能的有效调控，然后进一步分析多巴胺改性的纳米纤维素大幅改善淀粉浆料力学性能以及对涤纶粘附性的作用机理。实验结果表明，本研究所制备的淀粉复合浆料在力学性能及粘附性能上均得到较大程度的提升，这种全生物降解的高性能淀粉复合浆料可满足纺织行业对高端环保纺织浆料的需求。