N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中加入一定量的浆粕,在油浴中加热30 min 以活化纤维素。取出浆粕,经压榨、低温烘干后待用。将LiCl·H2O 在真空烘箱中烘干。称取一定量的LiCl溶解于DMAc中,加入活化后的浆粕,加热搅拌至显凝胶状停止,在室温下放置。

    溶解时首先要对纤维素进行活化,以利于溶解。在较高的温度下,纤维素只溶胀不溶解只有加热后放置冷却才能成为透明的纤维素溶液。实验结果进一步证实了溶解机理中提出的“溶解过程生成了中间络合物”。溶解温度升高,溶剂体系中各组分的能量增加,运动能力增大,不利于形成中间络合物,因而在较高温度下不能有效溶解纤维素。在室温下放置一段时间后,易生成中间络合物,成为透明的纤维素溶液。文献综述

    在LiCl/DMAc溶剂体系中,Cl与纤维素分子中羟基上的氢结合,形成氢键并破坏纤维素晶格中原有氢键网络,有利于(DMAcLi)离子对纤维素分子起溶剂化作用,使纤维素分子链分离而溶解[26]。

    为了使其能更好地进行功能化改性反应,必须对纤维素材料进行处理,削弱分子间的作用力。使木材纤维素溶解在LiCl/DMAc体系中是一种较好的处理方法,因为均相体系更有利于反应的进行。关于纤维素溶解在LiCl/DMAc体系中的机理,Heiz Herlinger教授[27]认为:先是Li+在DMAc的羰基和氮原子之间发生络合,游离出的Cl-与纤维素羟基结合,以减少纤维素分子之间的氢键。

(五)氢氧化钠/尿素(NaOH/ Urea)水溶液溶解体系

  NaOH/Urea 水溶液对纤维素的溶解只能在低温下进行,因为温度越低,碱液对纤维素的溶胀作用越大,不但在结晶区之间,而且在结晶区内部也发生溶胀。纤维素和氢氧化钠进行反应,生成物[C6H7O2(OH)3·NaOH]N和[C6H7O2(OH)2ONa]N之间可以互相转化。温度越低,纤维素钠[C6H7O2(OH)2ONa]N 越易电离,所以纤维素在低温下容易溶解。此外,碱液还可以破坏纤维素分子间氢键,尿素在碱液中可以破坏分子内氢键,所以尿素的加入有利于促进纤维素的溶解[28]。

(六) 磷酸/多聚磷酸复合溶剂

磷酸/多聚磷酸复合溶剂的溶解包含两个方面:一方面,复合溶剂中的H4PO4+与纤维素OH 基团作用,渗入纤维素中破坏其分子内及分子间氢键;另一方面,复合溶剂中多聚体离子等增强复合溶剂的溶剂化能力,使溶液中纤维素分子链更加舒展。其优点是原料来源方便,在较宽的P2O5 质量分数范围内磷酸/多聚磷酸复合溶剂体系对纤维素均有良好的溶解性能; 缺点是需要控制P2O5的质量分数和温度[29]。来!自~优尔论-文|网www.youerw.com

1.4  本论文的主要研究内容

对生物质纤维素纳米纤维,从溶解速率、溶解度两方面,系统研究拟用溶解溶剂及相应溶解工艺参数。

    1、研究比较不同溶剂以及溶解时间对纤维溶解速率、溶解度的影响规律。

    2、对从不同凝固浴得到的再生生物质纤维素膜进行FESEM、XRD、FTIR等测试,进行了显微观察、结构分析和表面官能团测试对再生膜进行检测。

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