国内外纤维素复合膜的研究概况学生姓名：\综述：复合材料一般包括两种成份：基体材料和增强组分。

按照纤维素在复合材料中的组分分类，纤维素复合材料可以分为两类：一类是纤维素为基体，加入其他功能性组分；另一类是高分子作为基体，加入纤维素为增强组分。

生物纤维素具有许多优良的性能，可直接开发作为材料，然而为了增强生物纤维素材料的其它性能，制备生物纤维素复合材料的发展趋势越来越明显。

生物纤维素复合材料的制备，可以通过生物合成和物理加工两种方法实现。

1.生物合成法在微生物合成纤维素的过程中，可在其培养基中加入各种材料，以获得生物纤维素复合材料。

Brown在培养基里添加聚环氧乙烷，Serafica等在培养基中加入碳酸钙、氧化铁和纸纤维微粒，Yano等在培养基中加入硅溶胶，Phisalaphong 等在发酵培养基中添加低分子质量的壳聚糖，颜志勇等在培养基里加入多壁碳纳米管，朱清梅等在培养基中加入透明质酸，制得了性能各异的生物纤维素复合材料。

1.物理加工法利用生物方法制备生物纤维素复合材料不需利用有毒溶剂，其产物的生物相容性较好，但产量低和培养周期过长。

而采用物理加工方法所制备的生物纤维素复合材料，周期短、制备工序简单。

Nakagaito等将生物纤维素膜浸泡于酚醛树脂溶液中,制得的生物纤维素复合材料具有更好的机械强度；Yoon SeokHo等先将碳纳米管分散在阳离子型表面活性剂溶液中，然后将生物纤维素膜在溶液浸入一段时间，从而得到生物纤维素/碳纳米管复合材料；Gindl W等利用溶液浇注法制备了纤维素醋酸丁酸酯/生物纤维素复合材料；赵梓年等采用溶液浇铸的方法，将生物纤维素粉末加入到聚乳酸的二氯甲烷溶液中，制备了聚乳酸/生物纤维素复合膜；赵梓年将聚乙烯醇添加到生物纤维素的悬浮液中，通过冷冻-解冻法制得了生物纤维素/聚乙烯醇复合水凝胶；张秀菊等将生物纤维素膜浸泡在钛酸异丙酯和三氯甲烷的混合溶液中，制得了生物纤维素/二氧化钛复合材料。

纤维素复合膜定义1：先用一种聚合物制成多孔支撑膜，然后用另一种聚合物在支撑膜表面形成一层极薄的致密分离层的方法制成的反渗透膜。

定义2：用两种不同的膜材料，分别制成具有分离功能的致密层和起支撑作用的多孔支撑层组成的膜。

制备方法分为四类：(1)层压法，首先制备很薄的致密均质膜，而后层压于微孔支撑膜上；(2)浸涂法，把聚合物溶液浸涂于微孔膜上，然后干燥而成，也可以把活性单体或预聚物溶液浸涂于微孔膜上，用热或辐射固化；(3)等离子体气相沉积法，用等离子辉光使微孔支撑膜的表面产生致密的均质膜；(4)界面聚合法，在微孔支撑膜表面上，用活性单体进行界面聚合纤维素复合膜的用途一：复合膜主要用于反渗透、气体分离、渗透蒸发等分离过程中。

二：关于纤维素复合膜的应用：医用材料，膜材料，固定材料。

三：不同纤维素复合材料的应用1：聚乳酸/ 乙基纤维素复合膜医用材料：可用作片剂黏合剂、薄膜包衣材料; 亦可用作骨架材料膜制备多种类型的骨架缓释片; 用作混合材料制备包衣缓释制剂、缓释微丸; 用作包囊辅料制备缓释微囊;还可作为载体材料广泛的用于制备固体分散体。

但是，乙基纤维素( EC)的行为像玻璃，脆而硬，这种性质对药物缓释膜非常不利，因此需要添加其他组分提高其成膜性能。

经过查找，可以将水不溶性的乙基纤维素作为主要成分, 以烯基琥珀酸酐( ASA) 作为新型增塑剂, 辅以聚乳酸( PLA) 来调节药物释放。

采用溶液共混法成功制备出聚乳酸/ 乙基纤维素复合膜, 该复合膜作为一种潜在的药物缓释材料, 将具有广阔应用前景。

2：壳聚糖/ 纳米微晶纤维素复合膜医用材料：壳聚糖( CS) 是甲壳素的脱乙酰产物, 是天然多糖中唯一的碱性多糖, 其具有许多特殊的物理化学特性[ 1 2] . 但壳聚糖吸水性强, 所形成的纤维或膜材料的湿态机械强度差, 作为医用材料的应用受到限制提高壳聚糖材料湿态机械性能的主要方法为与无机材料进行复合.纳米微晶纤维素具有类似于晶须的特性, 可由纤维素的微晶化制得, 具有与壳聚糖相似的化学结构.纳米微晶纤维素与聚乙二醇复合之后, 在纤维素晶须的纳米效应下其拉伸强度增加了10 多倍, 拉伸模量也大幅度提升. 以纳米微晶纤维素和壳聚糖制成的复合材料, 在保持壳聚糖良好的生物相容性、生物可降解性及优良的使用性能的同时, 改善了壳聚糖的力学性能. 将壳聚糖溶于经醋酸酸化的含有一定纳米微晶纤维素的悬浮液中的方法, 制备了含纳米微晶纤维素的壳聚糖膜, 并对它的结构、结晶性能、热稳定性及力学性能进行了研究. 3:甲基纤维素复合膜可食用膜材料：在食品包装上, 塑料膜包装容易产生有毒气体和出现异味, 对人体的健康有害, 遗弃于环境中不易分解腐烂, 会造成环境污染.可食性膜可以改变以上缺点。

可食性膜分为以下五种蛋白质类、多糖类、微生物共聚聚酯类和脂质类。

多糖类可食性M C 膜以甲基纤维素( M C) 作为主要的成膜材料, 但由于用材简单及自身结构特点, 往往在抗张强度, 防透气和防水等方面的性能较差, 为克服这些问题, 将其制成复合膜是一种有效的方法.本文介绍了在制备M C膜的基础上,通过添加琼脂、硬脂酸、甘油等物质制备出可食性M C复合膜的方法,在一定程度上改善了膜的性能,取得了较好的效果.4：醋酸纤维素/聚四氟乙烯复合膜固定化磷脂酶A1固定材料：以醋酸纤维素/聚四氟乙烯复合膜为载体固定磷脂酶，醋酸纤维素/聚四氟乙烯复合膜具有一定的吸附性、化学稳定性好、疏水性、机械性能优异等优点。

根据复合膜的吸附特性固定化磷脂酶，提高了酶在反应体系中的活性和稳定性，调节和控制酶的活性与选择性,从而有利于酶的回收和产品的生产。

影响膜性能的因素：①膜本身荷电与否、荷电种类以及荷电强度对膜分离性能的影响很大. 绝大多数的荷电膜都是由聚合物基膜和聚电解质功能层组成的复合膜，表层的荷电基团与水溶液的相互作用使膜带电。

膜表面的电荷效应是离子吸附在膜表面的主要原因，膜的选择性受到表面电性能和离子尺寸的共同影响。

②目前的报道中仅测试了不同条件下的脱硫性能，没有涉及底膜对复合膜pv脱硫性能及传质的影响而很多研究表明由于底膜和活性层的物理化学性质以及制膜方法等众多因素的存在使得底膜在一定程度上影响复合膜的分离性能.在相关实验中改变底膜的加工工艺可以使复合膜对硫化物的选择性增加渗透性降低。

纤维素复合材料研究的主要限制及解决方法纤维素是最具代表性的天然高分子。

是典型的刚性高分子，同时分子链上含有大量的羟基使其容易形成分子内和分子间氢键，因而难溶难融，在很大程度上限制了纤维素的实际应用。

近年来，纤维素科学研究集中于开发新型溶剂以及新型功能材料。

其中利用预凝胶法控制纤维素分子链再生过程中的运动能力调节纤维素产品结构与性能，相比于传统的流延法，预凝胶法制备的复合膜具有更紧密的结构、更低的结晶度和更优异的力学性质，复合膜的形貌和结晶度可以通过甲壳素含量和预凝胶温度调控。

纤维素的研究现状常规纤维素材料如纤维素纤维、膜、微球及海绵一般都是三维网络结构，单一的材料使其功能单一。

如果以纤维素网络结构作为基体，复合其他功能性材料如无机纳米粒子，则可以得到性能改善或具有特定功能的复合材料。

由于纳米粒子独特的表界面性质、体积效应和宏观量子隧道效应，能赋予复合材料特殊的光学、电磁及化学性质；加上纤维素本身的生物相容性、生物可降解性等生物学优势特征，为高性能、多功能复合材料的制备提供了新的途径。

White等，采用经过前处理的蒙脱土(montmorillonite)在DMAc/LiCl和NMMO溶剂体系中与纤维素复合，制备了高热稳定性的纤维素/蒙脱土复合材料。

纤维素的醚氧原子与羟基能够稳定金属离子和生成的金属纳米粒子。

Kunitake等，将金属离子浸入多孔纤维素纤维，并利用NaBH4还原制备了负载贵金属(Au、Ag、Pd、Pt)纳米粒子的功能纤维，制备的复合纤维具有高稳定性和高催化活性。

张俐娜实验室里最近开发了一系列以NaOH/尿素、NaOH/硫脲、LiOH/尿素为溶剂的纤维素复合功能材料。

例如，利用原位还原和超临界CO2技术，制备了复合纳米Ag、Au、Pt粒子的纤维素气凝胶薄膜，纳米粒子能很好地分散在纤维素膜中[68]；开发了在纤维素膜、微球中复合的Fe3O4纳米粒子的磁性纤维素材料；通过原位生成或者共混将量子点(CdS、ZnS)或荧光染料与纤维素复合得到了具有良好荧光性质的纤维素薄膜以及水凝胶。

随着量子点粒径的变化，复合了CdSe/ZnS量子点的纤维素水凝胶中在紫外光激发下呈现不同的激发荧光，其荧光信号与量子点在溶液中一致，表明纤维素水凝胶基体不会影响量子点的荧光性质，可以用于制备性能优异的荧光材料。

纤维素材料的研究方向(1)通过先进的研究手段进行进一步的探讨纤维素在该溶剂体溶解的机理，并将这一快速的溶解理论拓展到其余高分子的溶解。

(2)由于纤维素复合微球在催化反应中表现出与其余材料不同的现象，应当研究纤维素组分在复合材料所起的相关作用。

(3)引入其余功能性组分，开发多种新型功能性纤维素复合材料。

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醋酸纤维素/聚四氟乙烯复合膜固定化磷脂酶A1的研究[3]渠慧敏, 孔瑛, 张玉忠, 杨金荣, 卢福伟, 史德青.底膜对脱硫用羟乙基纤维素复合膜性能的影响[J]郑州大学学报( 工学版)2008.12[4]傅燕，王薇1，2，芮玉青复合膜表面电性能对截留性能的影响.天津工业大学学报[J]2010.8[5]唐焕威, 张力平, 李帅, 赵广杰, 秦竹, 孙素琴.聚醚砜/ 微纳纤维素复合膜材料的光谱表征与性能研究[J]光谱学与光谱分析2010.3[6]沈一丁, 赖小娟, 王磊.聚乳酸/ 乙基纤维素复合膜的制备及其性能[J]复合材料学报.2007.6[7]石光, 孙林, 罗穗莲, 孙丰强.壳聚糖/ 纳米微晶纤维素复合膜的制备及性能研究.[J]材料研究与应用.2008.12[8]范闽光, 李斌.可食性甲基纤维素复合膜的制备及性能研究[J]广西大学学报( 自然科学版)2006.12[9]王柳.生物纤维素复合膜的制备及性能研究[D]武汉纺织大学。