研究背景及其意义

纤维素是地球上最丰富的天然高分子,具有独特的性质,如无毒、安全、生物可降解性、生物相容性、亲水性、化学稳定性等,且价格低廉。目前,以纤维素为原料的再生纤维素制品如微孔膜和化学纤维己广泛地应用于燃料乙醇、造纸、服装、渗透膜等领域。

再生纤维素膜是一类重要的膜材料，可应用于包装，超滤，透析，药物释放等方面。目前，再生纤维素膜制膜方法主要是铜氨法和黏胶法，然而，新型纤维素溶剂溶解再生后得到的再生纤维素膜性质普遍比较单一，且在阻隔性能，热稳定性，透水性等方面与石油基高分子作用还有部分差距。通过添加功能性填料以及其他增强物有希望突破这个问题，并且使纤维素基膜有新的性质。而由此方法得到的有纤维素在纤维素溶剂体系中溶解再生，与增强填料复合得到的膜叫做功能性再生纤维素复合膜。

为了改善其综合性能，采用氧化石墨烯为添加剂，对再生纤维素进行了改性。由于GO片层表面含有大量的含氧官能团如羟基、羧基和环氧基等，其尺寸结构与石墨烯类似。作为石墨烯的前体，GO与石墨烯有相似的性能，是一种理想的碳纳米填料。GO是一种新型二维碳纳米结构材料，具有比表面积大、电子传导能力强、机械强度高等优点，同时还具有优异的光电学特性，已成为当前研究的热点。若能通过一定的方式结合两种材料的优点 ，赋予纤维素纤维更多的功能性，将能拓展纤维素材料的应用领域。

如今,我国在再生纤维素改性这方面的研究开发尚处于起步阶段。在世界石油资源匮乏的情况下,再生纤维素的改性研究需要投入更大的研究力度。

聚合物的阻隔性能主要取决于其结构和化学形态。小分子物质在聚合物中的渗透过程是通过聚合物中存在的自由体积来完成的，自由体积分数越大，扩散系数相对越大，聚合物材料的阻隔性能越差。现在，一般通过添加纳米石墨烯，氧化石墨烯等来提高再生纤维素膜的阻隔性能和力学性能。石墨烯纳米带被认为是一种超薄、高透明、对气体有高效阻隔性的新型碳材料。它可以看作是被裁减成条状型的石墨烯，且保持了石墨烯的优良性能。大量研究表明，不渗透的石墨烯与GO均匀的分散在聚合物中时可以明显提高聚合物的阻隔性能和力学性能。

本次课题就氧化石墨烯对于再生纤维素膜的阻隔性能的影响展开了讨论，以增强再生纤维素膜的阻隔性能为出发点，研究其性能，表征，制备。随着再生纤维素膜阻隔性能的增强，其在各个领域的地位都会显著提高。所以，我们研究氧化石墨烯对于再生纤维素膜的阻隔性能是一个十分重要且有意义的实践。

国内外研究进展

目前对于功能性再生纤维素复合膜的研究主要是探索纤维素和填料的均匀共混以及两者的最佳配比，其研究思路主要包括以下两点：①加入有机、无机填料，使纤维素网状结构变得密实，以提高纤维素的机械性能、热稳定性能等相关特征；②探究纤维素和填料的最佳混合比例，使得到的复合膜表现出两者的最佳协同特性。