4种天然纤维素在氢氧化钠/尿素/水体系中的溶解差异

研究了棉短绒浆、竹浆、阔叶木浆和针叶木浆(均为溶解浆)的纤维素在氢氧化钠/尿素/水体系中的溶解差异,棉短绒浆和竹浆的纤维素溶解后可形成均一的液相体系,而阔叶木浆和针叶木浆的纤维素溶液有分层现象,说明同等条件下棉短绒浆和竹浆的纤维素溶解度较大。4种天然纤维素再生后聚合度和结晶度均有一定程度的降低,棉短绒浆和竹浆的纤维素聚合度从549、624降低至474、555,分别降低了13.6%和11.1%;而针叶木浆和阔叶木浆再生后纤维素的聚合度降低不明显,分别从1067、1460降低至989、1419,只降低了7.3%和2.8%;棉短绒浆和竹浆再生后纤维素结晶度降低的幅度比较大,从66.5%和79.7%降低到18.8%和31.8%,分别降低了71.7%和60.1%;阔叶木浆和针叶木浆再生后纤维素结晶度降低的幅度较小,从76.4%和70.4%降低至62.5%和54.7%,分别降低了18.2%和22.3%;阔叶木浆和针叶木浆的纤维素由于聚合度较大,该体系不能降低其结晶度,因而其溶解度小于棉短绒浆和竹浆的纤维素。处理前后纤维素的红外光谱图基本一致,说明纤维素在该体系溶解过程中并未引入新的基团,氢氧化钠/尿素/水体系为非衍生化纤维素溶剂;处理后,几种样品纤维素Ⅰ的峰强度降低甚至消失,纤维素Ⅱ的峰开始出现,说明用该体系进行处理可使纤维素晶体结构发生转变。

氢氧化钠-硫脲-尿素-氧化锌-水体系对玉米秸秆机械浆强度性能的影响研究

本论文利用氢氧化钠-硫脲-尿素-氧化锌-水体系在低温条件下处理玉米秸秆热磨机械浆以求改善其成纸强度性能,用单因素试验探究最佳处理工艺。结果表明:在用碱量(氢氧化钠计)6%、纤维浓度15%、浸渍时间10min、冷冻时间50min的条件下,该体系对上述机械浆强度性能的改善效果最佳。和原浆相比,处理后浆料的抗张指数提高约52.1%、耐破指數提高约76.8%,松厚度降低约5.56%,但耐折度无明显变化。

利用氢氧化钠-尿素-氧化锌-水体系制备湿强纸的研究

利用氢氧化钠-尿素-氧化锌-水体系处理漂白甘蔗渣化学浆成纸以制备湿强纸,通过氢氧化钠质量分数、处理温度、处理时间和洗涤时间的单因素试验探究最佳工艺流程。结果表明,氢氧化钠质量分数6%、处理温度-10℃、处理时间8 min、洗涤时间10 min的条件下,制得成纸的强度性能最好,同时和原纸相比,制得纸张的结晶区结构没有明显变化,但纸张表面形态变化明显。

氢氧化钠-硫脲-尿素体系中温预处理对玉米秸秆磨浆性能的影响

为探究碱脲体系在中温条件下对木质纤维原料磨浆性能的影响,在本课题中利用氢氧化钠-硫脲-尿素体系处理玉米秸秆,在中温以及高纤维浓度(20%)的条件下,通过单因素试验探求其最佳预处理工艺。结果表明:在浸渍时间15min、用碱量6%、处理温度70℃、处理时间60min的条件下,该原料的磨浆性能可得到有效改善。与经氢氧化钠水溶液预处理后制得漂白化学机械浆相比,经氢氧化钠-硫脲-尿素体系预处理制得漂白化学机械浆细浆得率、白度、抗张指数和耐破指数分别提高2.28%、5.94%、18.8%和20.5%,磨浆能耗和松厚度分别降低16.1%和4.65%。此外两种漂白浆纤维中元素含量差别不大。

基于氢氧化钠-硫脲-氧化锌-水体系胶化作用的湿强纸的制备

利用氢氧化钠-硫脲-氧化锌-水体系处理漂白芦苇硫酸盐化学浆成纸以制备湿强纸;通过碱浓、处理温度、处理时间和洗涤时间的单因素试验探究最佳工艺流程。结果表明,碱浓6%、处理温度-8℃、处理时间8min、洗涤时间lOmin的条件下,制得成纸的强度性能最好,同时和原纸相比,制得纸张的结晶区结构没有明显变化,但纸张表面形态变化明显.

基于硫脲复合溶剂体系制备再生冷水可溶性淀粉

采用硫脲复合溶剂体系溶解马铃薯淀粉(PS),通过水提醇沉法分离提纯后,烘箱干燥制备再生冷水可溶性淀粉(RCWSS-T)。结果表明:硫脲复合溶剂体系所得的RCWSS-T冷水溶解度达到43.50%;FTIR分析表明该体系制备RCWSS-T过程中没有新的化学键生成;XRD结果表明PS的晶体结构由最初的双螺旋B型变为RCWSS-T的单螺旋V型;SEM分析表明其颗粒尺寸明显减小。与尿素复合溶剂体系相比,硫脲复合溶剂体系下所得RCWSS-T的冷水溶解度更低,其原因可能是硫脲削弱淀粉分子间及分子内氢键的能力不如尿素,与淀粉形成氢键的稳定性也不如尿素。

棉浆粕在NaOH/硫脲/尿素溶剂体系中的溶解及流变性能

研究了棉浆粕在NaOH/硫脲/尿素溶剂体系中的溶解特性,并对溶解得到的棉浆粕溶液的流变性能进行了研究。结果表明:当溶解温度为-10℃,混合溶剂中NaOH、硫脲、尿素、水的质量比为7∶9∶9∶75,溶解时间为30 min时,棉浆粕的溶解程度较大;该种溶液为假塑性流体,溶液的黏度随剪切速率的增大而降低。

超声波处理对纤维素碱脲体系溶解性能的影响

采用碱/尿素/水体系、碱/尿素/硫脲/水体系分别制备纤维素溶液,在溶解的不同阶段用超声波进行处理,并利用光学显微镜、偏光显微镜和X射线衍射对溶解效果进行表征。研究结果表明:溶解之前对纤维素原料的超声波处理主要是对纤维形态结构和超分子结构的破坏,略微增大溶解度;溶解过程中对纤维素溶液超声波处理则可以强化润胀,促进分散,显著增大纤维素的溶解度;在碱/尿素/水体系中超声波对溶解的促进作用强于在碱/尿素/硫脲/水体系中。

纤维素/萘酐衍生物复合水凝胶的制备及其荧光性能研究

首先优化合成手段合成了不同位点上具有不同取代基的萘酐衍生物(DNA和DPN),然后用绿色溶剂氢氧化锂(LiOH)/尿素/水溶解纤维素,并通过工艺简单的化学交联水凝胶制备方法,首次制备了纤维素/DNA复合水凝胶(DNACH)和纤维素/DPN复合水凝胶(DPNCH),并通过紫外分光光度计测定纤维素荧光紫外吸收光谱,利用荧光光谱仪测定其荧光发射光谱,研究了随着时间变化,荧光纤维素水凝胶的发射光谱的变化。结果表明,杂化荧光水凝胶与荧光小分子在紫外谱图上有较大的波长位移变化,证明了新的体系的生成。DNACH、DPNCH荧光杂化水凝胶的最大荧光发射对应的波长分别为540、570nm,所对应的掺杂浓度均为2×10^(-4) mol/L。在同一掺杂浓度下,DPNCH具有最大荧光发射强度,这与DPN小分子的推电子基团和大的共轭结构有关,因此DPN小分子在制备具有高荧光的纤维素杂化材料时是很好的备选材料。

秸秆基气凝胶的制备

以高粱秸秆为原料,经粉碎、球磨处理后,采用过氧化氢/氢氧化钠体系对秸秆进行预处理,处理后的秸秆在低温下溶解于氢氧化钠/尿素/硫脲/水体系中,通过溶剂置换、冷冻干燥制得纤维素气凝胶;考察了溶剂体系中氢氧化钠、尿素、硫脲用量对秸秆溶解效果的影响及温度对气凝胶制备过程和形成的气凝胶结构的影响。结果表明,预处理后秸秆的溶剂体系最佳配比为氢氧化钠7%、尿素9%、硫脲10%,0℃时该体系中预处理后的秸秆溶解度可达56.4%。扫描电镜(SEM)和物理吸附分析仪(DET)表征结果表明,制得的气凝胶具有三维网状结构。

天然纤维素微球的高压静电喷雾法制备及喷雾模式研究

以天然纤维素的碱/尿素/水溶液为原料,通过高压静电喷雾法制备了再生纤维素微球。研究发现施加电压会引起静电喷雾模式的转换并会影响相应微球的粒径和粒径分布;不同接收区域接受的微球的平均粒径存在一定差异,表明不同区域的电场对不同粒径的微球产品有一定的筛分作用。通过调控喷雾模式和选择接收区域可以得到粒径均一的纤维素微球产品。当电压在10 kV时,液滴喷射状态呈现稳定的"Cone-jet"模式,纤维素微球粒径均一,平均粒径为111μm,中心区域和边缘区域接收的微球平均粒径接近,是制备均一再生纤维素微球的理想静电喷雾模式。

抗菌性纤维素/纳米银复合膜的制备及表征

利用新型碱脲溶剂溶解纤维素,与具有天然抗菌性能的纳米银(Ag NPs)结合,制备得到抗菌性的纤维素/纳米银复合膜材料。利用纤维素与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)之间的氢键相互作用,选用PVP作为分散剂和保护剂,用传统还原法制备得到纳米银溶液,与纤维素溶液复合,经再生成膜。通过紫外分光光度计、透射电镜(TEM)、固体核磁13C CP/MAS NMR对纳米银和纤维素/纳米银复合膜的结构进行表征。结果表明,纳米银对纤维素的结构基本无影响,而PVP与纤维素之间存在较强的氢键作用使纳米银可在纤维素复合膜中稳定存在。该复合膜具有良好的力学性能。抗菌性测试结果表明,纤维素/纳米银复合膜具有极佳的抗菌性能,对大肠杆菌的抗菌活性在3以上,灭菌率高达99.9%。

一种快速测定碱纤维素聚合度的方法

在借鉴国内外先进的快速溶解纤维素技术的基础上,采用氢氧化钠/尿素/硫脲三体系溶液快速地溶解纤维素制得纤维素溶液[1],并采用旋转粘度计测定制得的纤维素溶液的动力粘度。同时,用铜氨溶液法测定同一批次纤维素的聚合度,以得到一组动力粘度与聚合度的对应关系数据,达到用动力粘度表示聚合度,快速指导生产的目的。