机械活化预处理甘蔗渣制备醋酸纤维素的工艺

为开发利用甘蔗渣,制备高取代度的醋酸纤维素,该文采用自制搅拌磨对甘蔗渣进行机械活化预处理,以不同活化时间的甘蔗渣为原料,醋酸酐作为乙酰化剂,浓硫酸为催化剂,制备醋酸纤维素。以醋酸纤维素的取代度为评价指标,分别探讨机械活化时间、反应时间、反应温度、催化剂用量、液固比等因素对甘蔗渣乙酰化反应的影响,并在此基础上采用正交试验确定制备工艺的最佳条件。结果表明,机械活化对甘蔗渣乙酰化反应具有显著的强化作用,经机械活化预处理后的甘蔗渣比原甘蔗渣更容易进行乙酰化反应。主要的原因是机械活化破坏了甘蔗渣中木素对纤维素的包裹作用,结晶结构受到破坏,降低纤维素的结晶度,乙酰化试剂更容易渗透到甘蔗渣内部使纤维素发生乙酰化反应,降低了对反应时间、反应温度、催化剂用量、液固比的依赖性,提高了反应活性。以活化60min的甘蔗渣为原料进行乙酰化反应,在液固比为12 mL/g,催化剂质量分数为4%,反应温度为60℃,反应时间为3.0h的条件下,可制得取代度为2.81的醋酸纤维素。并采用红外光谱（IR）、扫描电镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）对甘蔗渣醋酸纤维素的结构进行了表征。研究结果将为制备高取代度醋酸纤维素提供依据和基础数据。