DOI: 10.1007/s10570-022-04948-1

本研究采用静电纺丝技术以0.25、0.50、0.75和1wt%的不同CNC负载率制备了含纤维素纳米晶体（CNCs）的聚偏氟乙烯（PVDF）纳米纤维。用64wt%的硫酸对微晶纤维素进行酸水解获得CNCs。通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射（XRD）、热分析（TGA）、紫外（UV-Vis）光谱和傅里叶变换红外光谱研究了CNCs的材料性能。采用静电纺丝技术制备了含CNCs的PVDF纳米纤维。利用XRD、TGA、FT-IR和SEM对纯PVDF和PVDF-CNC纳米纤维的材料特性进行了研究。形态学结果表明，CNCs为针状棒形态，CNCs的长度通常在25-50nm和150-300nm之间。经计算，CNCs的结晶度和晶体尺寸分别为75%和4.8nm。CNCs在100-250℃和300-375℃下分别显示出水分蒸发和纤维素分解反应两个阶段。紫外-可见光谱显示，CNCs在265nm处有微弱的吸光度。从纳米纤维的研究结果可以看出，当CNCs的负载率提高时，通过静电纺丝获得的纳米纤维的直径通常会减小。CNCs的存在提高了纳米纤维的热稳定性。XRD结果表明，随着CNCs的加入，材料结晶度提高。并且在PVDF-CNC纳米纤维的FT-IR光谱中未检测到任何差异。

图1.利用MCC获得CNC纳米材料的过程

图2.由PVDF-CNC溶液制备PVDF/CNC纳米纤维的静电纺丝过程

图3.CNCs的SEM（a,b）、TEM（c,d）和AFM（e,f）图像

图4.纤维素纳米晶体的XRD图谱（a）、TG-DTA曲线（b）、UV-Vis曲线（c）和FTIR光谱（d）

图5.通过静电纺丝技术获得的含CNCs的PVDF纳米纤维的SEM图像（同一行中的所有图像都是相同的大小）

图6.纯PVDF和PVDF-CNC纳米纤维的热重分析

图7.纯PVDF和PVDF-CNC纳米纤维的XRD分析

图8.纯PVDF和PVDF-CNC纳米纤维的FTIR分析