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。     

功能性乙基纤维素-松香复合膜的合成与性能表征

以松香衍生物马来海松酸(MPA)为原料,通过酯化反应将其接枝到乙基纤维素(EC)骨架上合成乙基纤维素-松香基聚合物(EC-g-MPA),然后采用环氧大豆油(ESO)对其进行改性和内增塑,制备了生物基复合膜(EC-g-MPA-ESO),并对EC-g-MPA的结构和EC-g-MPA-ESO的结构及性能进行表征。研究结果表明:FT-IR、¹H NMR和UV-Vis证实MPA已成功接枝到EC分子上;复合膜EC-g-MPA-ESO具有一定的紫外吸收能力,且相比于EC和EC-g-MPA,复合膜的玻璃化转变温度(T_g)有所降低,同时具有较好的韧性;当ESO用量(以EC-g-MPA质量计)达到20%时,其拉伸强度达到最大值12.07 MPa,力学性能最佳;循环拉伸实验证实EC-g-MPA-ESO的弹性恢复系数随着伸长率的增加而增加,当伸长率达到80%时,其弹性恢复系数可以达到54.6%,表明EC-g-MPA-ESO具有优异的回弹性,可作为一种热塑性弹性体。该复合膜具有纤维素骨架和松香结构官能团,有望应用于紫外吸收和可降解薄膜材料领域。     

的催化作用

采用以多元羧酸为酯化剂，无机盐为催化剂的交联体系。这一体系是水溶的、无毒害的纤维素交联反应的非甲醛系试剂的交联体系。作者采用傅立叶转换红外光谱(ITIR)分析了多元羧酸与纤维素交联反应过程中催化剂次磷酸盐(NaH2PO2)的作用机理。结果表明：催化剂NaH2PO2对多元羧酸与纤维素酯化反应的两个过程都有催化作用，其两个过程为：1)多元羧酸脱水形成五元环酸酐中间体，NaH2PO2可以降低五元环酸酐中间体形成的温度，加速五元环酸酐的形成；2)五元环酸酐与纤维素亲核取代形成酯，NaH2PO2提高了酯化产物转化率，具有明显的催化作用。     

桐油酸酐酰亚胺酚醛树脂耐热性研究

以桐油、马来酸酐、双马来酰亚胺及酚醛树脂为基本原料,合成了具有较好耐热性的桐油酸酐酰亚胺酚醛树脂.重点讨论了不同原料,如桐油、马来酸酐、双马来酰亚胺及酚醛树脂的用量、固化反应温度及固化反应时间等因素对树脂耐热性的影响.当桐油、双马来酰亚胺、马来酸酐和酚醛树脂的质量比为1:0.2:0.15:0.25,170℃烘烤4h固化时,所得树脂具有较好的耐热性,温度指数(T20000)可达165.8 ℃.     

萜烯马来酸酐催化加氢反应的研究

研究了反应温度、压力、催化剂用量等因素对萜烯马来酸酐催化加氢制备氢化萜烯马来酸酐合成工艺的影响.实验结果表明,采用钯碳催化萜烯马来酸酐加氢生成氢化萜烯马来酸酐的最佳反应条件为:反应温度150～160 ℃、氢气压力8～10 MPa、催化剂用量4 %～6 %.该催化氢化工艺具有催化效率高、选择性好、反应时间短等优点.     

二次纤维的微波强化碱预处理及其氰乙基化改性研究

对二次纤维(SF)的微波强化碱预处理及其氰乙基化反应工艺及反应产物氰乙基化二次纤维(CSF)结构、性能和热塑化机理进行探讨.结果表明,在微波辐射功率200、400和600W的作用条件下,辐射特定时间都能明显提高SF的反应程度、缩短反应时间,微波连续辐射比间歇辐射更有利于提高SF的氰乙基化反应程度;SF的氰乙基化有消晶效果,CSF的结晶度降低随着含氮量的增加而不断降低、晶面间距增大;CSF具有热塑性,可热压成形;SF氰乙基化反应程度越高,CSF的热塑性能和力学性能越好;CSF之所以具有热塑化性,与SF引入取代基团—CH2CH2 CN,纤维素的结晶结构遭到破坏而促进纤维素大分子或链段的运动有关.     

马来松香酸制备新方法的研究

以松香和马来酸酐为原料制备马来松香酸。采用单因素试验法考察了不同反应条件对马来松香制备反应的影响,得出最佳反应条件为:马来酸酐与松香的物质的量比为1.1∶1,反应温度190℃,反应时间4 h,通过IR和单晶X射线衍射对马来海松酸酐结构进行表征,其构型为经典的二萜类化合物类型。用钾盐法对所制备的马来松香进行水解和纯化,得到纯度为95.3%的马来松香酸,得率81.5%,并利用IR、1H NMR、13C NMR和MS对其结构进行确认。     

一种新型纤维素吸附剂的制备研究

采用蔗渣纤维素、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(MAETAC)为原料,通过接枝共聚反应制备出一种新型纤维素吸附剂,对制备该吸附剂的影响因子如碱化时间、碱质量分数、单体的用量、引发剂(NaHSO3、(NH4)2S2O8)用量、温度和时间等条件进行了分析研究.该纤维素吸附剂的最佳合成工艺为:碱化时间90 min,NaOH质量分数30%,AA中和度60%,相对于吸附剂整体,纤维素质量占20%,单体AA占47.3%,AM占26.3%,MAETAC占6.4%,引发剂占2.6%(相对于单体用量),反应温度70℃,反应时间3 h.该工艺条件下所得吸附剂对Cu2 的吸附量达25.1 mg/g.     

ATRP法制备纤维素-油脂-糠醛热塑性弹性体及性能表征

通过"从主链接枝"原子转移自由基聚合(ATRP)法,采用分步聚合策略,成功制备了一种乙基纤维素接枝嵌段共聚物乙基纤维素-g-甲基丙烯酸月桂酯-b-甲基丙烯酸四氢糠基酯(EC-g-P(LMA-b-THFMA))。对聚合物的热力学性能研究发现:共聚物中存在两个热转变,分别发生在-35℃和49～56℃时,表明该共聚物存在微相分离;机械性能分析表明该共聚物具有优异的热塑性弹性体行为,伸长率为89%～147%,拉伸强度为1.7～9.5 MPa。循环拉伸机械性能研究表明EC-g-P(LMA-b-THFMA200)的弹性恢复系数高达92%以上。乙基纤维素接枝共聚物的机械性能具有明显的增强作用,较线性聚合物P(LMA-b-THFMA)的机械强度提高了1.36倍。     

木材氰乙基化改性研究（Ⅱ）

利用ＮａＳＣＮ饱和的低浓度ＮａＯＨ水溶液作预润胀剂和催化剂，以丙烯腈作醚化剂对杉木进行氰乙基化改性。研究了丙烯腈用量、反应温度和时间、ＮａＯｈ浓度等对氰乙基化反应的影响。利用ＦＴＩＲ－Ｘ－ｒａｙ、ＴＭＡ、ＳＥＭ等对氰乙基化木材的微观结构和热塑性进行了研究和表征。     

木粉及其组分的多元醇酸催化热化学液化

分别将木粉、纤维素和木质素在乙二醇中进行热化学液化。研究结果表明木粉中纤维素的非结晶区、木质素和半纤维素首先被液化,而纤维素的结晶区较慢被液化,到液化反应中期基本降解完全,液化产率高于97%。利用在线红外光谱仪跟踪检测了整个液化反应过程,结合GC-MS结果发现:乙二醇在反应过程中脱水生成了二甘醇和三甘醇。在液化反应中,纤维素的糖苷键断裂后生成葡萄糖苷结构,随后葡萄糖苷中的吡喃环也被打开,生成的活性中间体相互反应或与乙二醇反应生成了如3-(2-甲基-[1,3]-二氧戊环-2-基)-丙酸乙酯、乙酰丙酸丁酯等酯类;木质素的苯丙烷结构主要降解为苯酚、2,6-甲氧基苯酚等芳香族衍生物,因此木粉液化产物是聚醚/酯混合多元醇。     

麦秸秆纤维改性两性高吸水树脂合成及性能研究

利用麦秸秆、丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为原料,通过接枝共聚合成高吸水性树脂。对影响反应的因素,如麦秸杆用量、单体丙烯酸、丙烯酰胺、DMC的用量和配比、引发剂及交联剂用量、丙烯酸中和度等进行了详细研究,得到了最佳制备工艺条件。制备的两性高吸水性树脂吸蒸馏水达853 g/g、吸生理盐水为118 g/g。     

小麦秸秆加压液化制备乙酰丙酸乙酯

以小麦秸秆为原料,浓硫酸为催化剂,乙醇为溶剂进行液化实验,分析了液化产物的组成,考察了不同条件对目标产物乙酰丙酸乙酯(EL)得率及液化率的影响。结果表明:在浓硫酸用量10%、反应温度190℃、反应时间60 min,液固比为18∶1(g∶g)条件下,小麦秸秆的液化效果较好,液化率为75%,此时EL的得率为18.11%;经红外光谱分析可知秸秆在反应过程中发生降解;液体产物中包含醛、酮、酯、酚、酸类等多种含氧化合物,纤维素降解生成葡萄糖、葡萄糖苷、乙氧基甲基糠醛等中间产物,并最终转化为乙酰丙酸乙酯。     

三肽纤维素酯的制备及应用研究

以微晶纤维素为原料,芴甲氧羰基-L-脯氨酸(FMOC-L-Pro-OH)、芴甲氧羰基-L-缬氨酰-L-苯丙氨酸(FMOC-L-Val-L-Phe-OH)和3,5-二硝基苯甲酸为衍生化试剂,经酰氯化、酯化、肽链的延长和氨基的修饰等反应,合成了末端氨基被修饰的三肽纤维素酯(TPC)。通过实验证实三肽若要与纤维素成酯,必须采用先酯化后肽链延长的方式,其中关键步骤为酯化反应,其反应条件为:纤维素在LiCl/DMAc溶液中的质量浓度为20 g/L,温度100℃,n(酰氯)∶n(纤维素中羟基总量)为3∶1,反应时间20 h。再通过肽链延长、氨基修饰反应,最终可得到取代度为2.15的三肽纤维素酯。经过FT-IR、TG、XRD和元素分析等多种分析手段测试可知,3,5-二硝基苯甲酸对肽链末端进行了成功的修饰,该反应路径可行。酯化反应的产物根据沉淀析出液不同,内部氢键产生也不相同,可得到功能不同的三肽纤维素酯。TPC的应用实验结果表明,以甲醇为沉淀析出液的纤维素酯,是良好的肠溶包衣材料,具有遮光性强崩解迅速的特点,但其生理毒性有待进一步研究;以水为沉淀析出液的纤维素酯,被制成手性涂敷柱后,综合了刷型固定相与纤维素固定相的两大优势,拆分能力强大高效,耐化学性极佳,适用范围比以往涂敷柱更广泛,尤其适用于四氢呋喃流动相体系。     

CMC粘接法制备柱状成型活性炭

以羧甲基纤维素钠(CMC)为粘接剂制备了柱状成型活性炭,研究了炭化温度、CMC添加量对产物吸附性能、孔结构及强度的影响。结果表明,随着炭化温度的升高,柱状成型活性炭的比表面积、亚甲基蓝吸附值和碘吸附值均呈现下降趋势;随着CMC添加量的增加,柱状成型活性炭的比表面积、总孔容、微孔容、平均孔径及亚甲基蓝吸附值、碘吸附值及对甲苯的吸附能力均逐渐降低,其强度逐渐增大。CMC粘接法制备柱状成型活性炭的最佳工艺为炭化温度200℃,CMC添加量10%,产物比表面积可达844.9 m2/g,亚甲基蓝吸附值和碘吸附值分别为189.2及968.2 mg/g,强度可达99.83%,甲苯的吸附率达65.5%。     

纳米纤维素晶体的制备及表征

采用超声波辅助硫酸水解、高速离心取其上清层水溶胶的方法由微晶纤维素(MCC)制备纳米纤维素晶体(NCC),并采用场发射透射电子显微镜(FETEM)、场发射环境扫描电子显微镜(FEGE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对所制备NCC的尺寸与形态、结构、组成和光谱性质进行分析。结果表明:FETEM和FEGE-SEM观察所制备纳米纤维素晶体形态相同,呈棒状,直径和长度主要分布在2～24nm和50～450nm;XRD图谱表明NCC仍属于纤维素Ⅰ型,结晶度为77.29%,晶粒尺寸为3～6nm;FTIR分析表明所制备的纳米纤维素晶体仍然具有纤维素的基本化学结构。     

Decomposition of cellulose in litter layer and surface peat of low‐shrub pine bogs

Microbial activity was measured using cellulose sheets on two geographically separated sites, one in Trøgstad, SE‐Norway, and the other near Joensuu, SE‐Finland, to study effects of climate, drainage, and fertilization. The biggest weight losses from the cellulose sheets were recorded under the litter layer and in the upper 5 cm peat layer. The weight loss for these layers in, e.g. 1987/88 (1 June‐31 May), ranged from 64–74% on the Trøgstad site and from 64–82 % on the Joensuu site. The Joensuu data were to some extent explained by the variation in precipitation and air temperature, while the effects of the drainage in 1984 probably covered such effects on the Trøgstad site. The cellulose decomposition rate was high during winter‐spring periods (16 October‐31 May), about the same percentage as in the summer‐autumn periods (1 June‐15 October). A strong fertilization response was found in the microbiological activity, resulting in a 10 cm‐downward shift in the depth for measureable weight loss from the cellulose sheets. Judged from cellulose decomposition, the aerobic limit on the Trøgstad site was at depth‐interval 15–30 cm, and on the Joensuu site at 20–40 cm. The aerobic limit was probably 15–20 cm deeper in hummocks than in hollows.     

葛根渣中纤维素的分离研究

采用范氏法测定葛根渣中纤维素、半纤维素和木质素含量,以亚氯酸钠和氢氧化钠为处理试剂,依次对葛根渣进行处理制备葛根渣纤维素.通过考察处理试剂的质量分数、反应温度、反应时间等因素优化分离工艺条件,并用扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和热重(TG)分析了葛根渣、亚氯酸钠处理后的葛...     

纤维素热解气催化提质制备呋喃类化合物研究

采用共沉淀法合成了MnCo2O4催化剂,并采用水热法合成了氧化锰八面体分子筛(OMS-2)催化剂,与NaY分子筛催化纤维素热解效果对比后对NaY进一步改性,采用浸渍法制备了Co/NaY、Sn/NaY以及Co-Sn/NaY,并研究了所制备催化剂对纤维素热解气催化重整制备呋喃类化合物的影响。采用氮气吸附-脱附、X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜显微镜(SEM)和氨气吸附-脱附法(NH3-TPD)对催化剂进行表征。实验结果表明:金属Co、Sn分散在NaY表面,且没有改变NaY的晶体结构和形貌;负载后催化剂的比表面积和孔容减小,平均孔径增大,且比表面积远大于MnCo2O4、OMS-2;负载Sn几乎不改变NaY分子筛的酸性位点,而Co会减少酸性位点。几种催化剂的加入均促进了醇类、酸类、醛类的生成,抑制了糖类的生成。在纤维素与催化剂的质量比为1∶14的条件下,NaY和Co/NaY均能够显著提高呋喃类化合物质量分数,从未添加催化剂的15.34%分别提高到了48.16%和61.88%,金属负载NaY催化剂均促进了呋喃酮的生成,抑制了呋喃的产生。     

漆树木粉醇提物中多酚化合物的分离及结构表征

采用硅胶柱层析、中低压色谱和制备高效液相色谱协同活性跟踪方法,对漆树木粉醇提取物乙酸乙酯部位的具有抑制酪氨酸酶活性的化合物进行分离,并用红外、质谱和核磁等色谱分析手段对化合物的结构进行表征。从漆树木粉提取物乙酸乙酯部位分离得到7种多酚化合物,分别为没食子酸(1)、黄颜木素(2)、漆黄素(3)、硫黄菊素(4)、3,4',7-三羟基二氢黄酮醇(5)、槲皮素(6)和紫铆花素(7)。各化合物抑制酪氨酸酶活性(半数抑制质量浓度,IC_(50))由强到弱顺序:硫黄菊素(3.74 mg/L)、紫铆花素(4.32 mg/L)、槲皮素(18.73 mg/L)、漆黄素(69.4 mg/L)、没食子酸(89.5 mg/L)、黄颜木素(100 mg/L)和3,4',7-三羟基二氢黄酮醇(164.07 mg/L)。