纤维素的溶解及活化过程

纤维素衍生物的制备过程主要包括纤维素纤维的活化和化学反应两个环节,其中活化过程是十分关键的一步,活化过程的优劣直接决定着纤维素纤维衍生化反应的均匀性、效率以及所得纤维素衍生产物的理化性能。文章对纤维素衍生化反应中的活化过程的进展进行了详细的说明,并从技术、经济和环保的角度对今后纤维素活化方法的进一步发展进行了分析和估计。

离子液体[bmim]Cl对甘蔗渣中纤维素的溶解与再生

研究了利用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([bmim]Cl)对甘蔗渣中的纤维素直接溶解并再生,考察了温度、NaOH浓度以及溶解时间对溶解率的影响,同时分别通过FT-IR、X射线衍射及热失重对再生纤维素的结构、结晶性及热性能进行了研究。实验表明:温度80℃、NaOH浓度为1%、溶解时间为1.5 h时,离子液体[bmim]Cl对甘蔗渣有最好的溶解性,溶解率可达到48%。离子液体主要溶解甘蔗渣中的纤维素,且为非衍生化的直接溶解,再生后的纤维素结晶形态由纤维素Ⅰ变为Ⅱ,热稳定性能同纯纤维素相比有所降低。

纳米晶体纤维素Ⅱ的制备与表征研究

用硫酸水解棉短绒得到的纳米晶体纤维素Ⅰ(NCC-Ⅰ),经1%的NaOH处理后就可得到纳米晶体纤维素Ⅱ(NCC-Ⅱ)。用X-射线衍射仪、TEM、AFM、FITR和GPC表征,证明NCC-Ⅰ有低的分子量、窄的分子量分布及较高的化学活性;在FTIR谱中,NCC-Ⅰ的羟基波数较之棉短绒的羟基波数有明显的蓝移现象。研究证明纳米晶体纤维素具有十分明显的纳米效应。

醋酸丁酸纤维素的非均相合成法

醋酸丁酸纤维素是一种广泛应用于涂料工业的添加剂,由于纤维素具有分子内与分子间强氢键作用以及纤维素纤维的局部规整的结晶序列等特征,工业上的合成方法一般都在有机酸以及酸酐中进行的。本文是在丁酸/乙酸/丁酸酐反应体系中,添加一定量的硫酸作为催化剂下合成出从高丁酯含量到低丁酯含量的醋酸丁酸纤维素(CAB),研究混和有机酸组成(不同比例的丁酸/乙酸)、酯化反应时间以及CAB的丁酯和乙酯含量、产品对热性能及溶解性的影响。

醋酸纤维素取代基分布与性质的关系

分析了以吡啶为溶剂的醋酸纤维素的13C-NMR核磁共振谱,得出了三种不同位置羟基的取代度。结合X—射线和DSC分析,初步说明具有相同取代度但未经水解和经过水解的醋酸纤维素(CA) 性质上的差异是由于三个羟基上的取代度分布不同及消晶程度差异所致。

硝化纤维素叠氮甘油醚的制备及表征

利用高压蒸汽闪爆处理后的Novel纤维素为原料,经过碱化、醚化、硝化和叠氮化反应,得到了一种新型高能粘合剂——硝化纤维素叠氮甘油醚,并采用元素分析、DSC、FIT红外光谱和X-射线等对其含氮量、结构和性能进行了分析表征。结果表明,新型高能粘合剂同时含有-ONO2和-N3基团,其含氮量可达到15%～21%,结晶性下降,在204℃分解,有较大的放热峰,在丙酮等有机溶剂中溶解性很好。

电场纺丝法制备药物缓释乙基纤维素纤维的研究

通过把四环素均匀分散在乙基纤维素溶液里,利用电场纺丝法制备了含有四环素的乙基纤维素超细纤维,并运用紫外-可见光分光度计测定了含四环素的乙基纤维素纤维在水中的释放曲线.发现用电场纺丝法制备的含四环素的纤维有良好的药物缓释作用,可以有效避免血液中药物浓度的“峰谷”现象的出现.纤维的直径以及药物在纤维中的浓度都会对四环素的释放效果产生影响,平均直径大的纤维的四环素的释放曲线增长的更为平稳,四环素含量高的纤维的释放曲线浓度高.

叠氮纤维素的均相合成

以棉纤维为原料,在均相反应状态下合成了一种新型推进剂用含能黏合剂—叠氮纤维素。首先利用棉纤维素粉溶解在DMAc/LiCl溶剂体系中,与甲苯磺酰氯进行均相磺酰化,得到一定酯化度的纤维素甲苯磺酸酯,然后在DMSO中进行均相亲核叠氮反应,得到取代度为0.6～1.0的叠氮脱氧纤维素。讨论了浴比、反应时间、反应温度等因素对叠氮反应的影响。产物用元素分析、FT-IR和X射线衍射进行了表征。

不同碱金属氢氧化物对纤维素羧甲基化的影响

以不同碱金属氢氧化物（NaOH，KOH）为碱化剂，利用淤浆法合成CMC，对纤维素的碱化及羧甲基化进行了研究。结果表明，NaOH质量分数为25％，纤维索达到最大的润胀，KOH质量分数在20％～35％，纤维素的润胀率出现平台区；同一质量分数下，纤维索在NaOH溶液中的润胀率和吸附碱量都比在KOH中高；CMC的取代度随NaOH用量的增加急剧增加，而随KOH量的增加较为缓慢；取代度相近时，羧甲基纤维素钾的耐酸性和耐盐性比羧甲基纤维索钠差。

纤维素接枝反应的研究进展

纤维素是世界上最丰富的天然可再生资源。离子液体是一种新型的绿色溶剂,在纤维素的均相接枝研究中正起着越来越重要的作用。文章介绍了纤维素接枝反应尤其是均相接枝反应的研究进展。

纤维素溶解体系的研究进展

综述了纤维素无机溶剂及有机溶剂的研究进展,分析比较了各溶剂体系的优缺点。其中有机溶剂中离子液体和N-甲基氧化吗啉的溶解能力最强,无机溶剂中碱/尿素或硫脲/水体系的溶解能力最强。但纤维素在各个溶解体系中都有一定程度的降解。

纤维素选择性催化转化为重要平台化合物的研究进展

纤维素是自然界中最丰富的植物生物质组分,拓宽纤维素的利用对于减少化石资源使用和可持续发展非常重要。本文综述了以纤维素为原料,通过化学催化转化得到平台化合物葡萄糖、羟甲基糠醛、乙酰丙酸、多元醇的方法,包括离子液体催化、固体酸催化和贵金属催化加氢等,以及上述平台化合物后续转化的途径。如羟甲基糠醛的氧化与还原,乙酰丙酸制备γ-戊内酯、烃、1,4-戊二醇和甲基四氢呋喃,以及多元醇催化重整制备液体燃料。提出纤维素催化制备平台化合物的研究成果将为可再生资源替代化石资源的可持续发展提供有力的理论支持和实践指导。

纳米微晶纤维素胶体的流变性研究

深入研究了体系的质量分数、温度、剪切速率、pH值、盐浓度对纳米微晶纤维素胶体黏度的影响,发现纳米微晶纤维素胶体具有剪切稀化性,高温度、高酸碱度和无机盐存在条件下的良好增稠性,具有优异的流变学性质,可以用于食品,医药,日用化工等多种行业。

纳米纤维素/聚乙二醇固-固相变材料的制备及其储能性能的研究

介绍了以纳米纤维素(NCC)为骨架材料、聚乙二醇(PEG)为相变储能功能基,采用化学接枝的方法制备一种NCC/PEG固-固相变材料。并分别用IR、DSC以及TGA等技术手段对其储能性能进行表征。结果表明,以纳米纤维素为骨架材料制备的固-固相变材料具有更高的相变焓,所得的相变材料具有更好的储能效率,其相变焓最大可达103.8J/g。

纤维素氧化体系的研究进展

概述了纤维素的选择性氧化及其氧化体系的研究进展,主要介绍了2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)类复合氧化体系氧化纤维素的降解机理,针对该降解机理提出抑制降解的基本方法。与其他氧化体系相比,过碘酸和过碘酸盐对纤维素C2、C3位仲羟基的选择性氧化能力极强,TEMPO系列氮氧基类氧化体系对纤维素C6位伯羟基的选择性氧化能力极强,但纤维素在各个氧化体系中的降解非常剧烈,纤维素在各个氧化体系中的降解机理有所不同。

蔗渣/LiCl/DMAc溶液体系及其纤维素接枝聚丙烯酰胺的制备

为了发展利用植物生物质资源,采用将蔗渣溶于LiCl/DMAc体系并利用溶解于其中的物质与丙烯酰胺进行均相接枝反应以制备蔗渣接枝聚丙烯酰胺。结果表明蔗渣在160℃活化1h,烘干后与100g/L的LiCl/DMAc体系以固液比1∶50混合,然后在160℃加热4h的条件下可以取得81.3%的溶解率。溶液中不但含有纤维素,而且含有半纤维素和木质素。该溶液在30℃、N2环境且丙烯酰胺分两次投料的条件下进行共聚的接枝率达到62.86%。进一步的实验表明蔗渣接枝物的主要成分是纤维素-g-聚丙烯酰胺。这为植物生物质的高值化利用提供了新的途径。

软木纤维素蒸汽闪爆改性后成膜性能

利用蒸汽闪爆对软木纤维素进行活化,然后直接溶解在质量分数为9.5%的NaOH和质量分数为1.0%的尿素混合溶液中,采用质量分数为2%～25%的H2SO4作为凝固浴进行成膜实验.通过X射线衍射、红外分析、扫描电镜和拉力测试等对所制备的膜进行分析,结果表明:成膜后纤维素晶型由Cell- 转变为Cell- ,所制备的膜为多孔膜,孔径可以通过改变凝固浴的质量分数而得到相应调整,且表面孔径大于内部孔径.质量分数为5%的H2SO4为最佳凝固浴,得到具有最大拉伸强度88.7MPa和断裂伸长率4.1%的纤维素膜.

固体超强酸SO_4^(2-)/Fe_2O_3催化绿色合成醋酸纤维素

合成了固体超强酸SO42-/Fe2O3,并将其用作浓硫酸的绿色替代催化剂进行纤维素的醋酸酯化反应.该催化剂在DMAc/LiCl体系中可对纤维素进行酰化反应.为避免有机溶剂的污染,反应在无溶剂的球磨反应器中进行.通过FT-IR、AFM和H1-NMR研究发现,在无溶剂和固体超强酸催化下纤维素可以转化为醋酸纤维素,并且酯化程度随球磨时间增加而增加.

纤维素、环糊精及其衍生物在工业废水处理中的应用

纤维素和环糊精都是可降解的天然高分子材料,它们及其衍生物应用在工业废水处理中不会引起二次污染,日益受到人们的关注。文章针对纤维素和环糊精的结构特点,综述近年来纤维素、环糊精及其衍生物在吸附工业废水中的重金属离子和有机污染物方面的研究进展。