在分子右侧的葡萄糖端基上，存在氧环式和开链式互变的动态平衡，开环可形成—个 醛基，所以，纤维素也具有还原性。但与纤维素较高的相对分子质量相比，醛基的数量太 少，因此还原性并不显著，当损伤或破坏纤维素，使其相对分子质量降低时，还原性才会 逐渐变得明显。纤维素中的羟基和苷键，是发生各种化学反应的主要基团[18-20]。

1.7 纤维素改性聚氨酯弹性体的研究

利用纳米纤维素的增强效应来增强水性聚氨酯，构成木质纤维的单根微纤丝和微纤 丝束，具有优异的力学性能，弹性模量为 100~150 GPa，可与炭纤维相媲美。源于植物的 纳米纤维素，拥有天然的原料优势，同时纳米纤维素交织成的空间网状结构能赋予材料更 好的力学强度。木质纤维的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，表面具有游离羟基， 具有多元醇的潜在作用，为聚氨酯的相容性提供了保障。国内的中南京林业科技大学有研 究利用不同方式制备得到纤维素。因不同方式制备的纤维素的微观结构有所差异，从而与 聚氨酯材料复合时产生的性能也有所不同。在四川大学也有类似的研究，同样是通过酸解 发制备纤维素，因纤维素制备过程中的原料配比差异而导致纤维素结构的差异，从而与聚 氨酯复合时产生的复合材料的性能也有所不同。武汉纺织大学的研究中有在纤维素中加 入石墨烯对纤维素进行改性后再加入到聚氨酯中的研究，在纳米纤维中加入纳米填料是 提高纤维强度从而使得纤维素增强聚氨酯材料的性能更加显著的一种重要方法[21-24]。

王国杰等采用正交试验分析了黄麻纤维含量、纤维长度和纤维改性处理对 PU 拉伸性 能的影响。结果表明，当黄麻纤维长度 25 mm、质量分数 15%时，PU 复合材料的拉伸性 能最好。纤维改性方式为碱液与偶联剂的复合处理方式。

王福玲等采用一种新型的黄麻纤维增强 PU 结构。结果表明，当短切黄麻纤维长度为 3 mm、质量分数为 3.0%时，其增强效果较好，PU 压缩强度明显提高，随着黄麻纤维含量 和长度的增加，其压缩弹性模量亦随之增大[25]。来.自/751论|文-网www.751com.cn/

盖广清等采用秸秆纤维为增强材料，对 PU 进行改性，研究了秸秆纤维掺量对 PU 力 学性能和导热系数的影响。结果表明，掺加秸秆纤维可增强 PU 的压缩性能，在秸秆掺量 为二苯基甲烷，二异氰酸酯质量的 6%时，可降低 PU 的导热系数[26]。

所得到的纳米 PU 复合材料在力学性能和热性能上有明显提高，主要归因于木质素的 酚醛结构和高的官能度以及由于引入纤维素纳米晶须所形成的刚度和交联[27]。

1.8 本论文主要研究的内容及意义

本课题选用具有特定结构的羟丙基甲基纤维素(HPMC)制备不同纤维素含量的纤维素 聚氨酯纳米复合材料。通过羟丙基甲基纤维素(HPMC)分子结构上存在的羟基与异氰酸酯

反应来实现对聚氨酯弹性体的改性，并对纤维素改性聚氨酯弹性体的结构与性能进行表 征和分析。研究纤维素对聚氨酯弹性体的力学性能的影响。