醋酸纤维素的改性及应用研究进展

介绍了醋酸纤维素(CA)的亲水性、韧性、热塑性和生物降解性等性能特征,总结了3种不同醋酸纤维素的基本结构和市场应用情况,指出现阶段的CA还存在高温热稳定性差、机械强度低、膜易被污染等缺点。分析了物理改性和化学改性对CA性能的影响,指出聚合物的化学反应可以改变CA的结构或性质,使CA的耐污性、热塑性、选择性及重复利用性得到很大改善;而物理改性则可以提高CA膜的孔隙率和热稳定性,使膜的机械强度、金属离子排除率和水通量得到提高。对近年来CA在海水淡化、吸附烟气中有毒物质、制备生物医学膜、药物传递、组织修复再生、生物传感、户外防护及空气净化等方面的应用进行了概述,并对CA的市场前景和发展趋势进行了展望。     

两种硫酸酯化纤维素钠的结构和抗凝血活性研究

硫酸微晶纤维素钠(Na-MCS)和硫酸三醋酸纤维素钠盐(Na-CAS)分别是以微晶纤维素和三醋酸纤维素为原料、CISO3-DMF硫酸化方法制备的两种硫酸酯化纤维素钠,对其分别进行了结构和抗凝血活性的研究。红外光谱分析发现,两种硫酸酯化纤维素钠均存在硫酸酯键,元素分析测得其硫酸取代度分别为1．70和0.83,13C NMR进一步揭示了Na-MCS中硫酸酯基的分布为C-6位完全取代和C-2位部分取代,Na-CAS中硫酸酯基的取代仅发生在C-6位。抗凝血活性研究表明,添加Na-MCS和Na-CAS均能延长全血复钙时问、活化部分凝血活酶时问和凝血酶时间,但Na-CAS的抗凝血活性远低于Na-MCS。将抗凝血活性突出的Na-MCS与肝素钠相比,其抗凝血活性更强。     

白腐菌预处理对丙酸蒸解玉米芯制备纤维素的影响

探讨了白腐菌预处理对丙酸蒸解法制取纤维素的影响.在白腐菌对玉米芯进行预处理过程中,赖锰过氧化物酶(MnP)、木质素过氧化物酶(LiP)、漆酶、木聚糖酶和纤维素酶的酶活分别在第5、 6、 7、 10和 15 d 达到最高值,分别为1.326、 10.25、 0.062 7、 0.33和 403 U/g.利用响应面分析法确定丙酸蒸解玉米芯最佳工艺条件为:料液比1∶ 10(g∶ mL),蒸解时间 70 min,丙酸质量浓度 900 g/L,产物中纤维素的质量分数为 91.09%.玉米芯经白腐菌预处理 10 d 后再用丙酸进行蒸解处理,产物中纤维素的质量分数和保留率分别为 97.12% 和 94.70%,而半纤维素和木质素的质量分数仅为 0.96% 和 0.92%.     

不同结晶指数纤维素的X射线光电子能谱分析

以离子液体处理纤维素得到不同结晶指数(Icr)的纤维素样品。对所得样品首次采用X射线光电子能谱(XPS)的C1 s能谱图与O1 s能谱图,来分析不同结晶指数纤维素分子的化学状态。结合纤维素固体核磁共振(CP/MAS13C NMR)的分析结果可知,纤维素的C2峰及O1 s1峰与纤维素大分子中的氢键关系密切,其峰面积相对含量与纤维素的Icr值呈现高度相关性,相关系数分别为r10.9992和r20.9679。     

基于广角X射线散射技术的竹材纤维素晶型研究

纤维素Ⅰ是自然界中纤维素晶体的主要存在形式,它具有三斜晶体结构的I_α和单斜晶体结构的I_β。为进一步研究竹材中的纤维素晶型,利用同步辐射广角X射线散射(SR—WAXS)技术对毛竹竹壁纤维素晶型进行了初步研究,通过已知的纤维素晶胞模型计算晶面间距并预测衍射峰的峰位,再根据实验所得的实际峰位,判定竹材中纤维素的晶型。结果表明,竹材的衍射峰位与纤维素I_α的理论计算值相近,证明竹材中的纤维素I_β是绝大多数甚至是唯一品型。相比核磁共振技术而言,利用同步辐射广角X射线散射研究竹材中纤维素晶型是一个较为简单的方法。     

海绵状纤维素制品的研究进展

海绵状纤维素制品指的是以纤维素为基本原料,通过一定方法,制备成一种类似聚氨酯海绵的产品。本文就目前世界上制备海绵状纤维素制品的方法及工业进展作了简要的综述,其中对醋酸纤维素水解法、黄原酸纤维素酯水解法、N-甲基氧化吗啉法进行了较详细的介绍,并指出了各种方法的特点。     

烷基化竹纤维素纳米晶增强醋酸纤维素复合膜的制备及性能

为提升竹纤维素纳米晶在醋酸纤维素中的分散均匀性,提高醋酸纤维素复合材料的力学性能,以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂KH-570)改性的竹纤维素纳米晶作为增强相,柠檬酸三丁酯为增塑剂,使用溶液浇铸法制备改性竹纤维素纳米晶/柠檬酸三丁酯/醋酸纤维素复合膜。采用傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱等方法分析竹纤维素纳米晶的结构,通过扫描电镜、紫外-可见光吸收光谱、力学拉伸试验和热重分析等测试手段表征了复合膜的微观形貌、透光率、力学性能和热稳定性。结果表明：经硅烷偶联剂KH-570改性后,竹纤维素纳米晶在醋酸纤维素基体中的分散性得到明显改善。复合膜的透光率随着改性竹纤维素纳米晶质量分数的增加而下降。当添加的改性竹纤维素纳米晶质量分数为3%时,醋酸纤维素复合膜的综合力学性能最佳,应力和应变分别达到60.76 MPa和5.05%。此外,改性竹纤维素纳米晶/柠檬酸三丁酯/醋酸纤维素复合膜与竹纤维素纳米晶/柠檬酸三丁酯/醋酸纤维素复合膜相比具有更优异的热稳定性。     

羧甲基纤维素改性高吸水树脂合成及性能研究

为了解决现有高吸水树脂(SAP)产品耐盐能力低、生物降解性差的缺点,利用反相悬浮聚合法,将羧甲基纤维素(CMC)与丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(MAETAC)接枝共聚,创新合成了分子中同时含有阳离子和非离子亲水基团的CMC改性高吸水树脂(ICAM).对合成反应的影响因素进行了探讨和研究,得出的反相悬浮聚合法制备ICAM树脂的优化工艺条件为油水比2∶1,分散剂采用Span 60与Tween 80复配,二者质量比为3∶1,总用量为水相质量的5%,CMC加入量为单体的5%,单体水溶液体系pH值为4,引发剂(NaHSO3、(NH4)2S2O8)用量为单体的2.5%,交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)用量为单体的0.5%,反应温度为65℃,反应时间2 h.该条件下得到的树脂产品吸蒸馏水倍率为657g/g、吸0.9%NaCl溶液为116g/g.     

微波辐照合成乙酸芳樟酯的研究

采用微波间歇辐照方法研究了微波辐照下乙酸芳樟酯的合成,确定的最适工艺条件为:催化剂K2CO3用量为原料质量的4%、微波功率100W、反应时间5 h、酐醇物质的量之比2.5∶1.最适工艺条件下,芳樟醇转化率为76.71%、乙酸芳樟酯产率为61.48%.该工艺反应时间短、产率高且催化剂成本低.     

漆酚金属聚合物催化合成醋酸异戊酯的研究

合成了5种漆酚金属聚合物,对它们依次进行红外光谱分析,并用这一系列聚合物作为催化剂合成醋酸异戊酯,筛选出了最佳漆酚金属聚合物催化剂UR-Fe-C。考察了原料配比、反应时间等因素对酯化反应的影响。确定了以UR-Fe-C为催化剂合成醋酸异戊酯(IA)的最佳反应条件:醇酸摩尔比为0.6∶1,催化剂用量为醇质量的2.3%~3.4%,反应时间3 h,酯化得率达88%,产品纯度达99.5%。且该催化剂具有腐蚀性小,可以重复使用等优点。     

纤维素结构与解结晶的研究进展

天然纤维素结构上庞大的氢键网格与晶体结构是纤维素水解生成可溶性糖,再转化为生物燃料或高附加值化工产品的最大障碍.对天然纤维素结构与氢键的研究近况,几种有前景的解结晶的方法与原理,以及一些研究应用的实例进行了综述.     

纤维素乙醇炼制残渣中木质素结构的初步研究

针对燃料乙醇行业产生的大量炼制残渣所带来的资源浪费问题,采用了傅里叶红外(FTIR)、差示扫描量热法(DSC)、核磁共振(NMR)等方法,初步研究了纤维素乙醇炼制残渣中木质素的结构。研究发现,纤维素乙醇木质素有明显的酚羟基结构,相对分子质量较小,是一种潜在的重要资源。     

磷酸/离子液体复合体系催化合成乙酸松油酯的研究

将3种磷酸与离子液体组成的复合体系用于催化合成乙酸松油酯的反应,其中,H3PO4/[C4m im]BF4和H3PO4/[C8m im]BF4均显示出很高的催化活性;以H3PO4/[C4m im]BF4为代表,详细考察了反应的影响因素;得出最佳工艺条件:n(松油醇)∶n(乙酸酐)为1∶1.5,松油醇0.03 mol,磷酸0.03 g,反应温度40℃,反应时间10 h,离子液体[C4m im]BF45 g,此条件下所得粗产物中未反应松油醇质量分数仅为0.9%,松油醇的质量分数86.5%,松油烯11.0%。H3PO4/[C4m im]BF4复合体系重复使用7次后,适当补加H3PO4可使催化活性与新催化体系相当。     

取代苯甲醛-3,4,5-三甲氧基苯甲酰腙的合成及晶体结构研究

合成了水杨醛-3,4,5-三甲氧基苯甲酰腙(1)、5-溴-水杨醛-3,4,5-三甲氧基苯甲酰腙(2)和4-氯苯甲醛-3,4,5-三甲氧基苯甲酰腙(3),通过FT-IR、1 HNMR等进行了结构表征.用X射线单晶衍射测定了3个化合物的晶体结构.结果表明化合物1和2都属于斜方晶系,P2(1)/c空间群,化合物3属于三斜晶系,P-1空间群,晶体通过分子间氢键作用形成一维的无限链状结构.它们的晶体学参数分别为:1.a=1.5348(12)nm,b=1.3330(11)nm,c=0.8299(7)nm,α=90.00 °,β=99.854(16)°,γ=90.00 °,V=1.6730(2)nm3,Z=4,Dc=1.312g/cm3,F(000)=696,R=0.1016,wR=0.1936; 2.a=1.14157(19)nm,b=1.6279(3)nm,c=0.9738(16)nm,α=90.00 °,β=100.210(16)°,γ=90.00 °,V=1.7144(4)nm3,Z=4,Dc=1.586g/cm3,F(000)=832,R=0.0669,wR=0.0969; 3.a=0.5119(2) nm, b=0.8210(4)nm, c=2.0276(9)nm, α=101.055(7)°, β=92.362(7)°, γ=101.459(7)°, V=0.8169(7)nm3, Z=2, Dc=1.418g/cm3, F(000)=364, R=0.0516, wR=0.1276.     

硫酸氢钠催化合成乙酸苄酯

在水合硫酸氢钠存在下由乙酸和苄醇合成了乙酸苄酯,当乙酸、苄醇和硫酸氢钠的物质的量比为320.145,以环已烷为熔剂,回流分水55min,酯收率达74.3%,同时催化剂能重复使用.     

不同活化方法对微晶纤维素结构和氧化反应性能的影响

分别采用超声波与碱润胀对微晶纤维素进行活化,比较了两种方法对微晶纤维素(MCC)超分子结构和物理特性的影响,并通过与高碘酸钠的反应分析了不同活化方法对微晶纤维素选择性氧化性能的影响,初步探讨了其作用机理。结果表明,超声波作用后微晶纤维素的晶型没有发生改变,晶粒尺寸基本不变,但是超声波能使纤维素分子中的氢键受到破坏,结晶度下降,结构变得疏松,表面和内部结构受到一定的损伤,比表面积和可及度增大,反应活性提高;碱润胀后,微晶纤维素的晶型发生了改变,为纤维素Ⅰ型和Ⅱ型的混合体,但碱润胀有消晶的作用,使晶区发生破裂,晶粒尺寸大幅度下降,比表面积显著增加。两种活化方法都能显著提高纤维素的选择性氧化性能,超声波和碱润胀活化后氧化纤维素(DAC)的醛基含量分别由未活化时的71.3 %提高到85.0 %和88.8 %。     

双醛纤维素吸附明胶研究

对双醛纤维素吸附明胶的各种条件、吸附产物的红外吸收和热重热解曲线图进行了研究.结果显示,双醛纤维素吸附的最佳pH值为8、最适温度为40℃,其吸附量随时间、氧化度增长,4h即达平衡,氧化度高于100%时吸附量基本稳定;吸附产物具有Schiff碱的红外特征吸收峰,热分解起始温度随吸附量提高.     

微晶纤维素氰乙基化及其反应动力学研究

通过微晶纤维素的氰乙基化试验,研究了反应温度和反应时间对氰乙基化产物取代度(DS)的影响,表明在50℃以下,微晶纤维素的氰乙基化取代度随反应温度的升高和反应时间的延长而增加。傅里叶红外光谱分析显示微晶纤维素氰乙基化后羟基峰明显减弱,并形成了新的碳氮三键吸收峰,证明纤维素中的部分羟基氢被氰乙基所取代。X射线衍射分析显示微晶纤维素中原有的结晶结构被破坏。X4显微熔融温度测定仪、维卡软化点测定仪等的分析表明微晶纤维素氰乙基化产物的热塑性先随取代度的升高而提高,取代度超过1.43后,产物的热塑性又随取代度的升高而下降。确定了微晶纤维素氰乙基化在不同温度(30、35、40和45℃)下的反应速率常数(分别为1.30、1.61、1.94和2.26 s-1),计算出了微晶纤维素氰乙基化反应的表观活化能为29.8 kJ/mol。