1.1研究的目的及意义

纳米纤维素由于其独特的物理和化学性质，作为一种高性能、可再生的绿色纳米材料，在增强复合材料方面得到广泛应用，并由于其强度高而逐渐成为陶瓷和金属等增强材料的取代物。然而由于纳米纤维素表面具有很多羟基，亲水性极强，严重制约了纳米微晶纤维素的应用^[1]。

目前纳米纤维素在复合材料方面的运用范围越来越广，然而表面带有的羟基使其表现出极强的亲水疏油性，在有机介质中难以均匀分散，难以与基料很好结合，易造成界面缺陷，导致材料性能下降^[2]，使其材料的优越性不能充分发挥。

此次实验主要运用硅烷偶联剂对其进行疏水改性，并且研究不同浓度的硅烷偶联剂对纳米纤维素性能的影响。硅烷偶联剂本身具有表面处理的作用，通过对其研究和与纳米纤维素的结合，从而将亲水性的纳米纤维素改性为疏水性。

1.2国内外研究现状

1.2.1纳米纤维素的制备及性能研究

纳米纤维素作为一种新型的生物材料，日益受到关注并逐渐被广泛应用。纳米纤维素被定义为至少一维尺寸达到1~100nm，并可以在水中分散形成稳定悬浮液的纤维素晶体^[3]。同时，由于其制备方法的不同，会产生多种不同的性能。谢绍祥的《功能纳米微晶纤维素的制备改性及其应用研究》中曾详细阐述了纳米纤维素的多种制备方法，例如无机酸水解法、酶水解法、超声波物理法等，从不同角度研究出简单、方便、产量高、环保的制备方法^[4]。

不同的制备方法，可以得到性质不同的纳米纤维素。首先，纳米纤维素本身具有高结晶度、高强度、高亲水性等性能；其次，具有较好的触变性和流动性。不同的性能成就了纳米纤维素不同的应用价值，比如说高模量可使其显著增强复合材料的力学性能，提高复合材料的机械强度^[5]。通过阅读众多文献，我发现纳米纤维素的应用范围越来越广：在储能材料上的应用、在天然橡胶中的应用、在增强复合材料方面的应用、在制浆造纸中的应用等等。

李静的《纳米纤维素的疏水改性及其在制浆造纸中的应用》中提到，现今全世界正面临着严峻的环境问题和资源问题，因此纤维素的基础研究和应用越来越得到重视^[6]。由此可以总结出，对纳米纤维素的性能要求也比以前更严，因此需要有针对性地对纳米纤维素进行改性。

1.2.2纳米纤维素的疏水改性

纳米纤维素虽然性能较多，应用范围也很广，但是在某些方面的特性反而不利于纳米纤维素的应用。“极具亲水性的特性，和非极性有机基质不能均匀混合限制了纳米纤维素的应用范围”^[7]，为了拓展纳米纤维素的应用范围，需要对其进行表面改性，或者将亲水性改性为疏水性。

目前国内外对纳米纤维素的改性研究主要是表面改性，郭婷等人的文献研究里阐述了目前对其进行化学修饰的方法主要有两种：一是小分子化学修饰，包括吸附表面活性剂或聚电解质、酯化、醚化、氧化、硅烷化等；二是接枝共聚。