纤维素纳米晶体（CNCs）作为新一代的增强纳米粒子，具有低密度、高强度、生物可降解性和可再生性等优势，在开发高性能聚合物复合材料领域具有重要意义。目前CNCs作为增强填料仍存在以下问题：1）经典的硫酸酸解法制备的CNCs热稳定性差；2）干燥的CNCs间强氢键作用使其再分散性较差；3）CNCs在部分聚合物基体中的相容性较差。

离子液体（IL）作为一种新兴的绿色改性剂，除了可以提高CNCs热稳定性外，还可以作为一种有效的增容剂，可显著改善CNCs与基体的相容性。近日，青岛科技大学张建明教授课题组利用乳酸（LA）作为CNCs与IL之间的“分子连接剂”，在水相体系中将IL的咪唑阳离子成功接枝在CNCs表面，制备了离子液体改性的CNCs（CNCs-LA-IL）。该化学改性使CNC表面电负性实现了反转，并且相比于未改性的CNCs，CNCs-LA-IL的再分散性和耐热性均明显改善；利用CNCs-LA-IL在水中良好的再分散性，作者将CNCs-LA-IL分散液与聚乙烯醇（PVA）溶液通过简单溶液共混的方法制备了高性能的PVA/CNCs-LA-IL纳米复合材料。研究发现CNCs-LA-IL的添加量仅为0.3 wt%时，复合材料的拉伸强度提高了156%，断裂伸长率提高了248%。该力学性能的大幅度提升，优于文献报道中以CNC作为纳米填料所制备的聚乙烯醇复合材料的力学性能。

 

 

以上相关成果以“Ionic Liquids Grafted Cellulose Nanocrystals for High Strength and Toughness PVA Nanocomposite”为题发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》，该论文是以青岛科技大学为通讯单位，硕士生王丽为第一作者，张建明教授为通讯作者。该工作得到国家自然科学基金（21774068）的支持。

论文链接：https://dx.doi.org/10.1021/acsami.0c11217