制竹Lyocell纤维的竹浆纯化与溶解工艺研究

该研究选择用溶剂纺丝法制备竹Lyocell纤维的合适竹浆原料,并摸索其纯化和溶解的工艺条件,为利用竹子开发纺织纤维积累有关的基础数据。分别用氢氧化钠溶液和乙二胺四乙酸钠溶液处理竹浆原料,以去除其中的木质素、半纤维素和钙、镁、铁等离子类杂质;研究了用氧化甲基吗啉作溶剂溶解竹纤维素的工艺条件。阐述了如何选择纺制竹Lyocell纤维的竹浆原料,提出以纤维素的"平均聚合度"和"α-纤维素含量"这两个指标作为判断的依据。试验表明:适宜的竹纤维素平均聚合度为800~900左右,其α-纤维素含量应在94%以上。可用含水13%的氧化甲基吗啉单水化合物NMMO.H2O,在100~110℃下溶解竹纤维素;也可用含水50%左右的NMMO溶液,用减压工艺溶解竹纤维素。     

竹Lyocell纤维研制工艺探讨

该文叙述了竹Lyocell纤维研制过程中碰到的几个技术问题,包括原料纤维素浆的选择、溶剂氧化甲基吗啉的合成、纤维素浆的溶解和纺丝工艺、溶剂回用与纯化、制胶和纺丝设备等,探索了制造竹Lyocell纤维的技术可行性,为竹纤维产品的开发和生产提供科学依据.     

不同溶剂体系制备再生竹纤维素膜及其性能

为寻找制备再生竹纤维素(RBC)膜合适的溶剂体系,本研究分别采用N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)离子液体(ILs)、氢氧化钠/尿素(NaOH/urea)、二甲基乙酰胺/氯化锂(DMAc/LiCl)以及传统的铜乙二胺(CED)和二硫化碳/氢氧化钠(CS₂/NaOH)6种溶剂体系溶解竹纤维素(BC),通过温度可控平板刮膜实验装置,刮膜后利用相转换法制备RBC膜,研究膜的形貌结构、化学组成、结晶结构、热稳定性、力学性能和透光性能。结果表明,所有膜的化学组成类似于竹纤维素,结晶结构为纤维素Ⅱ型,结晶度低于竹纤维素。NMMO、ILs和NaOH/urea膜的热稳定性最高; NMMO、ILs、Na OH/urea和DMAc/Li Cl膜的拉伸强度均较高; Na OH/urea和ILs膜的透光率最高;CS₂/Na OH膜的热稳定性、拉伸强度和透光率均最低。NMMO、ILs和Na OH/urea溶剂体系在满足再生竹纤维素膜市场和环境要求方面具有巨大潜力。     

漂白竹浆碱抽提制备溶解浆的研究

以漂白竹浆为原料,通过碱抽提技术制备竹溶解浆,并用X射线衍射仪研究竹浆中纤维素晶型结构的变化,用场发射扫描电镜(FE-SEM)观察纤维表面形貌的变化,采用凝胶渗透色谱(GPC)分析碱抽提后竹浆相对分子质量分布(MWD)。经碱抽提后,采用盐酸进行酸处理,以调控溶解浆的聚合度、灰分和白度。研究结果表明:在浆质量分数10%条件下,Na OH质量分数10%,温度30℃,时间60 min,半纤维素脱除率可达66.71%;FE-SEM观察到半纤维素的去除减少了纤维表面原纤化现象,增大纤维横向宽度,增加了纤维柔软性及卷曲性;GPC分析表明多分散系数(PDI)随半纤维素的去除逐渐下降,由7.71降至4.43,竹浆相对分子质量增加,提高了相对分子质量分布的均一性。酸处理过程使残余半纤维素质量分数降至7.02%,竹溶解浆纤维素纯度高达94.25%。     

纤维素在四己基醋酸铵/助溶剂混合体系中的溶解及再生

纤维素在自然界中储量丰富,是一种很好的生物质资源,但纤维素中含大量氢键,很难溶于常见有机溶剂,开发有效的纤维素溶解体系是纤维素应用的重点和难点。相对传统纤维素溶剂而言,离子液体具有对纤维素溶解性好,低毒性、难挥发等优点,成为近几年的研究热点。本研究通过离子交换法合成了四己基醋酸铵(THAA)离子液体,并分别以二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为助溶剂对不同纤维素原料微晶纤维素、滤纸等进行溶解。探讨助溶剂类型、THAA含量、溶解温度和纤维素聚合度对THAA/助溶剂混合体系溶解纤维素的影响。结果表明,DMSO对纤维素溶解有促进作用,DMAc和DMF效果不大。当THAA/DMSO混合体系中THAA质量分数为30%时溶解纤维素性能最佳,25℃下能溶解7.51%的微晶纤维素。此外,纤维素在此溶剂体系中的溶解速度随溶解温度的升高及纤维素聚合度的降低而提高。纤维素经THAA/DMSO混合体系溶解再生后纤维素晶型由Ⅰ型变成Ⅱ型。     

溶解浆的质量指标及生产技术述评

溶解浆由高纯度纤维素组成,用于制造粘胶纤维、醋酸纤维、硝酸纤维、纤维素醚等材料,其重要的质量指标主要有α-纤维素含量、半纤维素含量、黏度、分子量分布等。因产品用途不同其质量指标要求存在较大差异,帘子线、醋酸纤维和粘胶长丝的α-纤维素质量分数一般为95%以上,含较少量的半纤维素及极微量的木质素。为提高产品质量,既要严格控制溶解浆中的半纤维素、木质素、灰分和金属离子含量,还需提高浆料的反应性能及纤维素分子量分布。阔叶木已成为目前溶解浆生产的主要纤维原料。溶剂法和离子液法制溶解浆技术,因可对纤维原料中纤维素、木质素和半纤维素组分进行综合利用,日益受到研究人员的重视。预水解硫酸盐法已成为主要的溶解浆生产工艺,设备系统由传统间歇蒸煮向现代DCS控制的置换蒸煮或连续蒸煮发展;氧碱脱木质素和Cl O2漂白的普及,推动了ECF、轻ECF甚至TCF等绿色漂白工艺在溶解浆生产中的应用。每种溶解浆生产技术与设备系统在中国均有应用实例。综合利用木质纤维素生物质三大组分的制浆工艺将成为下一代溶解浆生产技术的发展方向。选择不同的生产工艺和设备系统对生产线的盈利能力影响较大,新建生产线时应对原料的选择、主产品线和副产品线的定位、生产工艺和设备系统的选择进行科学论证。     

制备竹LYOCELL纤维对原料竹浆的要求

简要介绍了竹Lyocell纤维的制备原理和工艺,阐述了原料竹纤维素的聚合度对其在氧化甲基吗啉溶剂中溶解性能的影响,介绍了制取竹Lyocell纤维的竹浆原料的精制纯化方法,并提出制备竹Lyocell纤维对竹浆原料--竹纤维素的要求.     

竹纳米纤维素膜制备、表征及其性能研究

为制备力学性能优良、透光性能好以及阻隔性能较佳的可再生生物质基膜材料,以漂白硫酸盐竹浆纤维(BP)为原料,先制备竹纳米纤维素(B-CNF),再通过高碘酸钠氧化改性的方法对竹纤维中纤维素的分子结构进行调控,制备了以竹材为基质的竹纳米纤维素膜材料。当NaIO₄氧化处理0.5、 1.5、 3 h时,所得氧化竹纳米纤维素分别标记为OB-CNF-0.5、OB-CNF-1.5和OB-CNF-3,对应制备的膜材料分别标记为OBF-0.5、OBF-1.5和OBF-3,B-CNF制备的膜材料为BF。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)等方法对膜材料进行了表征,并测试了其力学性能、透光性能、水蒸气和氧气阻隔性能。结果表明：高碘酸盐氧化可成功地在竹纤维的纤维素分子长链中引入醛基,随着NaIO₄氧化时间延长至3.0 h,竹纳米纤维素中含醛基量增加至1.23 mmol/g;与BF相比,随着氧化时间的延长,竹纳米纤维素基膜材料会逐渐出现分层结构,在波长为600 nm处的透光率从82.24%增加至97.49%,水蒸气透过量(W...     

竹子漂白与染色

在制作竹类工艺品及日用品时,常需对竹子进行漂白与染色,以增其外观美感,现介绍几种方法如下: 竹子漂白法有三:1、将竹子放在1％漂白溶液中浸泡1小时左右,然后在5％醋酸溶液中浸煮30分钟,再用清水洗涤后干燥。2、将竹子放入密封容器中,通入二氧化硫气体需24小时后,洗涤干燥。3、将竹材     

竹制溶解浆生产新工艺的研究

对漂白硫酸盐竹浆板进行细菌性木聚糖酶单独处理和细菌性木聚糖酶与碱协同处理.结果表明:采用细菌性木聚糖酶处理后的浆料α-纤维素含量能够满足短纤溶解级浆粕要求;采用细菌性木聚糖酶(120IU/g)与NaOH(质量分数4%)协同处理,浆料α-纤维素质量分数可以达到98.64%,已基本能够满足所有溶解级浆粕的要求.碱处理同时可以降低浆料中的灰分和铁离子含量.实验证明,采用硫酸盐竹浆板的酶处理工艺,完全可以替代蒸煮前的预水解工艺,生产合格的竹制溶解级浆粕.     

纤维素溶解机理研究述评

纤维素是植物细胞壁的主要组分之一,是由葡萄糖通过1,4-β糖苷键连接而成的均一聚糖,广泛应用于生产酯类、醚类等纤维素基化工产品。纤维素基产品的制备及应用与其溶解程度密切相关,探究纤维素溶解机理,寻找一种绿色高效的纤维素溶剂至关重要。综述了当前国内外学者们对纤维素溶解机理的解释(氢键破坏理论)以及可能影响溶解的因素(化学热力学、化学动力学、结晶度、纤维素两亲性、电荷数和温度),在此基础上探讨了导致纤维素水溶性差的原因,提出了在复杂体系中除了氢键作用以外,还需要综合考虑范德华力、疏水性相互作用的影响。同时,总结了纤维素在离子液体中溶解机理方面存在的争议,其中关于氢键理论还存在一定问题,动力学控制理论尚不明确,阳离子在溶解过程所起的作用被忽视,指出离子液体阳离子的两亲性是纤维素溶解的关键因素。基于纤维素的两亲性及两亲性溶剂促进纤维素溶解的重要理论,提出了应重点寻找新型两亲性溶剂的观点,为未来寻求高效、环境友好、成本低廉的纤维素溶剂指明了方向。     

十种竹材化学成分的研究

对生长在浙江、广东的毛竹、青皮竹、撑篙竹、粉丹竹,车筒竹、淡竹、水竹、早竹、紫竹、刚竹等十种竹材化学成分进行了分析,结果表明:青皮竹综纤维索含量较高,木素含量较低,是化学利用的好竹种。同时对比了十种竹子不同竹龄化学成分的差异,得知竹子生长期一年之后,综纤维素、α-纤维素等略有下降,而木素含量基本不变或稍有增加,从化学利用出发,竹龄过长无甚益处。     

竹纤维素乙酰化改性及其纳米纤维的制备

竹纤维经一步碱纯化制得α-纤维素含量高于96%的碱处理竹纤维素,达到了商业合成醋酸纤维素对原料的要求;随后对提纯的竹纤维素进行乙酰化改性,以提高其用于静电纺丝技术制备纳米材料的溶解特性。采用相应的表征手段(SEM和NMR)分析了竹纤维纯化和乙酰化反应过程中产物形貌及结构的变化,结果表明:经Na OH溶液纯化后样品的纤维形貌得到了保持,粗糙的纤维表面印证了原料中杂质成分的脱除;乙酰反应使得纤维素分子上的羟基被取代转变为醋酸纤维素结构。并基于静电纺丝技术(纺丝工艺条件:电压22 k V,溶液流速为1 m L/h,接收距离15 cm,滚筒转速15.2 m/s)成功制得了形貌均匀、取向可控的竹纤维源纳米纤维。相关研究结论可为我国农业纤维性资源纳米化全新利用提供一定的理论基础,契合时下充分开发环境友好型可再生生物质资源的研究主题。     

LiCl/DMAc溶剂中活化处理对不同类型纤维素静电纺丝效果的影响

纤维素纳米纤维在生物医用产品、增强材料、过滤吸附材料、柔性电极材料和储能器件等领域具有广阔的应用前景。静电纺丝法是目前能直接且连续制备微纳米纤维的主要方法之一,由于纤维素中极强的氢键网络导致的高结晶度,使得直接使用纤维素静电纺丝制备纳米纤维较难。笔者以微晶纤维素、纸浆纤维素为研究对象,通过氯化锂/二甲基乙酰胺(LiCl/DMAc)溶剂体系溶解并进行活化处理,加入不同含量聚丙烯腈(PAN)对纤维素进行静电纺丝制备纤维素纳米纤维,探究纤维素类型、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)活化处理前后、PAN加入量对纤维素溶解性、纺丝液性参数和纺丝效果影响。结果表明:DMF活化处理可有效提升纤维素在LiCl/DMAc溶剂体系中的溶解性,在相同溶解温度下获得更加均匀透明的纤维素溶液。在该溶剂体系下,纺丝液黏度、电导率和表面张力分别高于1 300 mPa·s、2 000μs/cm和34.5 mN/m,可获得连续的电纺纤维素纳米纤维。活化微晶纤维素纳米纤维膜比活化纸浆纤维素纳米纤维膜表面更光滑且纤维直径分布更均匀。活化微晶纤维素与PAN质量比为2∶8时可获得表面光滑无珠状物,纤维均一程度高,直径分布小(185～245 nm)的纤维素纳米纤维膜。     

竹纤维神话：真实与虚假？

竹纤维：纤维皇后？竹纤维赢得了太多的赞誉。一则商家的说明如是描述它：竹纤维是以优质的天然竹子为原料,经特殊的高科技工艺处理,把竹子中的纤维素提取出来,再经制胶,纺丝等工序而制造出的再生纤维素纤维。竹子特含＂竹醌＂健康元素,自身能产生负离子和防虫抗菌作用,在制造全过程中采用物理抽丝技术,     

观赏竹园艺栽培技术研究初探

该研究以改善生态环境为目标,围绕城市园林绿化、营造竹林景观,在安吉竹种园、上海东方绿舟、北京房山高科技园区、临安观赏竹园开展试验研究,并在浙江、上海、北京不同区域运用此项技术进行推广试验,在试验过程中,总结了观赏竹园艺栽培技术:(1)城市园林观赏竹栽培技术;(2)观赏竹盆景栽培及制作.城市园林观赏竹栽培技术包括采取堆土筑丘、改土、设置隔离层等方法创造适宜竹子生长的土壤环境,并采取搭建水平井字架,块状拉索等措施进行固竹防风,采取了全秆通梢密植法开展竹子园艺栽培,解决不同区域立地条件栽植竹子,快速形成竹林景观的技术问题,研究摸索出了一套全梢竹子挖掘、运输、整枝修剪、栽植和养护技术措施,实现竹类园艺栽培技术创新;观赏竹盆景栽培及制作包括盆景栽培、盆景养护、盆景配置等.     

国外纸业用竹近况

本文综述国外对竹子特性及其在制浆造纸工业利用的近况。包括竹子的备料、制浆、漂白和废液处理等,其中较为详细地叙述了竹子的硫酸盐法,碱性亚硫酸盐—蒽醌法制浆和硫酸盐浆的漂白研究。对于某些工厂应用的实例也有介绍。     

球磨麦草茎秆和叶子的LiCl/DMSO溶解和水再生行为比较（英文）

木质纤维素生物质细胞壁全组分在有机溶剂或离子液体中的溶解是解析木质纤维素结构特性和制备生物质基材料的有效途径。笔者将不同球磨程度的麦草茎秆和叶子溶解在8%(w/w)LiCl/DMSO溶剂体系,并于水中再生,对比分析麦草茎秆和叶子溶解-再生行为及木质素结构特性对再生原料酶水解性能的影响。结果显示,球磨4 h的麦草茎秆和叶子可完全溶解在LiCl/DMSO溶剂体系,但麦草茎秆木质素及碳水化合物的溶解-再生行为与叶子有较大差异。经LiCl/DMSO溶解和水再生的原料,部分木质素损失,酶水解效率显著提高,且再生叶子酶水解效率明显高于再生茎秆。化学降解分析表明,短时间的球磨处理(≤4 h)和溶解再生过程对木质素结构影响较小,但球磨时间延长对木质素β-O-4键特别是赤型结构破坏严重。麦草茎秆木质素比叶子木质素具有较高的硝基苯氧化、臭氧降解得率、赤型/苏型结构比例以及较多的β-O-4连接键。麦草茎秆和叶子酶水解效率及木质素结构的差异表明,木质纤维素生物质酶水解效率不仅受木质素芳环结构的影响,而且受木质素侧链β-O-4连接键的影响。     

卧龙自然保护区人工种植大熊猫可食竹环境适应性初步研究

采用样方法调查了人工种植大熊猫可食竹当年的环境适宜性和生长差异。调查结果表明,竹子种植成活率除刺黑竹为60.56%外,其它竹种都在84%以上,且刺黑竹与蓉城竹间的种植成活率有显著差异（P<0.05）;每100丛母竹平均发笋数量,拐棍竹、油竹子、蓉城竹、篌竹、八月竹、斑苦竹、刺黑竹分别为320、277、231、181、165、61和59株,其中拐棍竹、油竹子与蓉城竹休眠芽萌发相对较多而发笋数较多,斑苦竹和刺黑竹发笋数量较少;篌竹、蓉城竹和拐棍竹新生竹笋的存活率较高,达97%以上,油竹子、刺黑竹次之,最低的为八月竹和斑苦竹;新生竹平均基径八月竹最大,为0.858 cm,其次是斑苦竹,为0.662 cm,拐棍竹最小,仅为0.265 cm,且除刺黑竹-油竹子、刺黑竹-篌竹、篌竹-油竹子、篌竹-蓉城竹外,其它竹种新生竹基径间存在显著差异（P<0.05）;新生竹平均秆高以八月竹最高,为88.4 cm,其次为斑苦竹,为64.8 cm,拐棍竹最矮,为22.0 cm,且除刺黑竹-篌竹、篌竹-蓉城竹、篌竹-油竹子、蓉城竹-油竹子、斑苦竹-八月竹外,其它竹种间新生竹秆高生长均存在显著差异（P<0.05）。总体评价,在当地人工种植大熊猫可食竹,刺黑竹前期表现种植成效或环境适应性最差,斑苦竹次之,其它竹种表现较好。     

云南省嵩明竹子科技园的建立

竹子科技园建设是七彩云南、多彩昆明建设的重要组成部分。竹子科技园是一种科技入户的新型模式,对于我国保护竹类的多样性、大力开发民族竹文化资源、推进竹子生态产业化、发展特色竹产业具有重要意义。文章阐述了云南省昆明市嵩明县竹子科技园的建设过程,包括科技园的建设原则和建设内容,分析了科技园的成本与效益。文章认为,嵩明县竹子科技园作为云南省全面发掘少数民族竹文化和开发竹产业的先导工程之一,具有较高的科学价值、广阔的发展前景和深远的历史意义,可为其他地区竹科技园的建设提供借鉴。