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文檔簡介
1、纖維素是自然界中取之不盡、用之不竭的可再生有機(jī)資源,每年通過光合作用產(chǎn)生的纖維素達(dá)1000億噸以上,被廣泛用來開發(fā)紡織纖維材料。但由于纖維素分子間存在大量的氫鍵,聚集態(tài)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,結(jié)晶度高,使溶劑對纖維素的可及度低,使其難以溶解于普通的溶劑中,阻礙了纖維素利用技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,因此探索新的利用纖維素及其衍生物的方法顯得尤為重要。
醚化反應(yīng)可以弱化纖維素大分子間的氫鍵作用,使醚化產(chǎn)物的溶解能力大大提高。羥乙基纖維素(HEC)是
2、纖維素(cellulose)和環(huán)氧乙烷(EO)發(fā)生醚化反應(yīng)的產(chǎn)物,根據(jù)摩爾取代度(MS)高低可分為水溶性和堿溶性兩種。低摩爾取代度的HEC易溶解于稀堿溶液中,而不溶于水中,具有獨(dú)特的堿溶性,溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)9%,具有良好的成膜、成纖性能,有望成為又一種具有生命力的再生纖維素纖維。
在此背景下,本論文采用氣固相反應(yīng)法合成了具有獨(dú)特堿溶解性能的低摩爾取代度HEC。首先,在堿纖維素的壓榨倍率為3.20、醚化時間為100min、醚
3、化溫度為40℃、EO和纖維素質(zhì)量比為0.05~0.50時,獲得了堿溶性良好的HEC。利用紅外光譜、核磁共振、X射線衍射、熱重分析等分析方法,表征了HEC的微觀結(jié)構(gòu)和摩爾取代度。結(jié)果表明HEC為纖維素Ⅱ結(jié)構(gòu),隨EO與纖維素質(zhì)量比增加,HEC的摩爾取代度增大、結(jié)晶度減小、熱穩(wěn)定性能降低。
其次,通過測試HEC的溶解性能,探討了其理想的溶解條件和醚化對纖維素溶解性能的影響。在溶解溫度為0℃,溶解時間為7~8小時的條件下,HEC易
4、溶解在濃度為8%的氫氧化鈉溶液中,溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高可達(dá)10%。隨摩爾取代度增加,HEC溶解性能增強(qiáng),溶解時間減少,相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的HEC溶液的表觀粘度逐漸下降。將HEC溶液在室溫下,于濃度為10%的醋酸溶液中進(jìn)行凝固再生。得到的再生HEC膜結(jié)構(gòu)均勻致密,隨摩爾取代度提高,再生膜的拉伸應(yīng)力下降,拉伸應(yīng)變增加。綜合分析,本文認(rèn)為選擇以EO與纖維素質(zhì)量比為0.30制得的HEC進(jìn)行進(jìn)一步研究比較合適。為提高溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)而得到高性能的再生HEC纖維
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