纤维素的塑性加工进展
天然植物纤维化学塑化改性研究进展
天然植物纤维化学塑化改性研究进展周方浪;邓佳;杨静;杨海艳;郑志锋;史正军【摘要】塑化改性是天然植物纤维高值化利用的一种创新模式,其基本原理是通过酯化改性、醚化改性及其他改性方法,在天然植物纤维组分化学主链上导入柔顺侧链或憎水结构,实现纤维材料的可塑加工.塑化改性丰富了木质纤维材料的加工手段和利用模式,为森林资源的高值化转化利用开辟了新途径.目前,天然纤维塑化改性研究还处于试探性和实验性阶段,其机理机制有待进一步研究揭示.%Chemical plasticization modification is an innovative method for value-added utilization of natural lignocellulosic fibers. In this method, by esterfication, etherification and other treatments, a certain molecule branch is connected to the main chain of cell wall compounds. The softening point, melt temperature, and hygroscopicity of the natural fiber could be decreased,and appropriate thermoplasticity of the lignocellulosic fiber could hence be developed. The processing and utilization modes of natural lignocellulosic fiber could be enriched by chemical plasticization modification. However, the mechanism and principle of chemical plasticization of lignocellulosic fibers have not been discovered clearly,and the further research is necessary.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2018(046)003【总页数】4页(P1-4)【关键词】植物纤维;化学塑化;改性;研究进展【作者】周方浪;邓佳;杨静;杨海艳;郑志锋;史正军【作者单位】西南林业大学化学工程学院,云南昆明 650224;西南山地森林资源保育与利用教育部重点实验室,云南昆明 650224;西南林业大学化学工程学院,云南昆明 650224;西南林业大学化学工程学院,云南昆明 650224;西南林业大学化学工程学院,云南昆明 650224;西南林业大学化学工程学院,云南昆明 650224【正文语种】中文【中图分类】TQ351可再生生物质资源的开发利用被认为是缓解资源危机和解决环境问题的有效途径之一。
纤维素化学改性研究论文
纤维素化学改性研究论文摘要：纤维素是自然界最丰富的自然资源，在未来石油资源越来越匮乏的情况下，纤维素必将成为重要的工业原料。
本文总结了几种纤维素热塑性加工的化学改性的方法，在未来的能源形势下，将会有更多针对纤维素化学改性的方法从而获得更加丰富的纤维素衍生物产品。
同时，考虑到化学改性的方法环境污染大，生产周期长，以不进行化学改性而通过其他方法对纤维素直接进行塑性加工的方法也会有较大的发展。
关键词：纤维素化学改性热塑性加工0 引言石油基高聚物由于其良好的使用性和加工性，在工业生产和日常生活中占据有重要地位，但是由于其难降解性对环境造成的危害以及石油资源的日益枯竭，人们愈加重视开发可再生的替代材料。
纤维素是自然界最丰富的可再生资源，广泛存在于绿色植物以及海洋生物中，具有可再生性，生物可降解性和天然的生物相容性，并且具有低密度、高强度和刚度好的特性，这已使它成为最重要的天然高分子材料。
1 纤维素的化学结构纤维素是由d-吡喃型葡萄糖单元（agu）通过β-1、4糖苷键以c1椅式构象连接而成的线型高分子。
纤维素的一个结构单元中在第2、第3、第6位碳原子上有3个活泼的羟基基团，其中c2、c3位上的羟基是仲羟基，c6位上是伯羟基。
由于大量羟基的存在，使纤维素分子之间与纤维素分子内部形成了密度很高的氢键，导致纤维素在受到高温作用时在融化之前就分解了，因此无法直接用注射、挤出等传统的热塑性加工方法生产纤维素制品。
为了可以使用热塑性加工的方法生产纤维素制品，必须对其进行化学改性，利用与羟基有关的一系列化学反应，如酯化，醚化，接枝共聚等反应合成纤维素衍生物，则有可能实现热塑性加工。
2 纤维素酯类纤维素酯类包括有机酸酯与无机酸酯。
纤维素无机酸酯中比较重要的是硝化纤维素。
硝化纤维素是由纤维素在25-40℃经过硝酸和浓硫酸混合算硝化而成的酯类，混合酸中，硝酸参与酯化反应，浓硫酸则起着使纤维素溶胀和吸水的双重作用。
不同取代度的硝化纤维素应用于不同的地方，高硝化纤维素可用作火药，低硝化的纤维素可用作塑料、片基薄膜等。
纤维素酶的生产与应用研究进展
纤维素酶的生产与应用研究进展纤维素酶是一种能够降解纤维素的酶类，具有重要的生产与应用价值。
纤维素作为植物细胞壁的主要组成部分，具有丰富的资源，但其结构复杂，难以降解。
纤维素酶的生产与应用研究为利用纤维素资源、提高生物质酶解效率开辟了新途径。
纤维素酶的生产主要有两种方法：微生物发酵和基因工程技术。
微生物发酵是利用能够产生纤维素酶的微生物进行培养，通过调节培养条件、选用优良菌株等方式来提高酶的产量和活力。
近年来，采用转基因技术制备纤维素酶的研究也取得了突破性进展。
通过将纤维素酶基因导入高效酶产生菌株，可以大幅提高纤维素酶的产量。
纤维素酶的应用涉及生物质能源、饲料行业、食品工业等多个领域。
在生物质能源领域，纤维素酶可以将纤维素有效降解成可发酵的糖类，进一步转化为乙醇、柴油等可再生能源，用于替代传统石化能源。
饲料行业利用纤维素酶可以提高动物对纤维素的消化吸收率，增加饲料的利用效率，减少饲料浪费，降低养殖成本。
食品工业中，纤维素酶可以用于果汁澄清、酒精酿造、食品加工等环节，提高产品质量，降低生产成本。
纤维素酶的研究还涉及酶学性质、结构功能等方面。
研究发现，纤维素酶的降解效果与其结构与功能密切相关。
通过对纤维素酶的分子结构进行改造，可以提高其活性和稳定性。
同时，研究人员还通过对不同纤维素酶家族成员的研究，发现其在降解机制、底物特异性等方面存在差异，为深入理解纤维素降解过程提供了基础。
虽然纤维素酶在生产与应用方面取得了不容忽视的进展，但仍存在一些挑战。
纤维素酶的生产成本较高，限制了其在工业中的广泛应用。
此外，纤维素酶的稳定性和活性也需要进一步提高，以满足不同行业的需求。
因此，在纤维素酶的研究和应用过程中，需要不断进行技术创新和优化，以进一步提高其产量和效能。
纤维素酶的生产与应用研究是一项具有重要意义的工作。
随着对纤维素资源的深入开发和利用，纤维素酶的研究和应用前景广阔。
未来，随着技术的不断进步和深入研究，纤维素酶的生产与应用将迎来更加广阔的发展空间，为推动绿色可持续发展做出更大的贡献。
纳米纤维素研究及应用进展
纳米纤维素研究及应用进展纳米纤维素是一种由植物细胞壁提取或微生物发酵得到的生物质材料，具有独特的纳米级尺寸和出色的物理、化学性能。
近年来，纳米纤维素因其出色的生物相容性、可降解性以及在能量储存、药物传递、环境治理等方面的应用潜力，受到了广泛。
本文将概述纳米纤维素的研究背景和意义，并详细介绍其制备方法、应用进展、研究现状与挑战以及未来应用前景。
纳米纤维素的制备方法主要包括物理法、化学法和生物法。
物理法主要包括高压静电纺丝、超临界流体纺丝等；化学法主要包括酸解、氧化还原等；生物法则利用微生物或植物细胞壁提取。
不同制备方法得到的纳米纤维素在形貌、尺寸和性能上略有差异。
纳米纤维素在许多领域中都有着广泛的应用。
在生物医学领域，纳米纤维素因其生物相容性和可降解性，可用于药物载体、组织工程和生物传感器等。
在能源领域，纳米纤维素可作为电极材料用于超级电容器和锂离子电池等。
纳米纤维素在环保、材料科学等领域也有着广泛的应用。
当前，纳米纤维素研究面临着许多挑战。
制备方法的优化和绿色生产是亟待解决的问题。
化学法制备过程中产生的废弃物可能会对环境造成污染，因此需要开发环保、高效的制备方法。
纳米纤维素的尺度、形貌和性能调控是研究的重要方向。
纳米纤维素的量产化、应用领域的拓展以及其在复合材料中的作用机制等方面也需要进一步探索。
随着科技的不断进步，纳米纤维素的应用前景十分广阔。
在生物医学领域，纳米纤维素作为药物载体和组织工程材料的应用将进一步拓展。
在能源领域，随着可再生能源需求的增加，纳米纤维素作为储能材料的应用前景将更加明朗。
纳米纤维素在环保、材料科学等领域也将发挥更重要的作用。
纳米纤维素作为一种重要的生物质材料，具有广泛的应用前景和巨大的发展潜力。
随着对纳米纤维素制备、性能和应用研究的深入，其在生物医学、能源、环保、材料科学等领域的应用将进一步拓展。
未来，纳米纤维素的研究将更加注重绿色生产、可持续性和规模化应用，为推动纳米科技和生物质材料的发展提供新的机遇和动力。
纤维素工艺流程
纤维素工艺流程纤维素是一种常见的天然聚合物，是植物细胞壁的主要成分，也是造纸、纺织、食品、医药等行业的重要原料。
纤维素工艺流程是将植物纤维中的纤维素提取出来，经过一系列的加工工艺，最终得到纤维素制品的过程。
下面将详细介绍纤维素工艺流程的各个环节。
1. 原料准备。
纤维素的原料主要来自于木材、竹子、棉花、秸秆等植物纤维。
在纤维素工艺流程中，首先需要对原料进行处理，去除杂质、松散纤维，将原料破碎成适合后续加工的颗粒状物料。
2. 碱液蒸煮。
经过原料准备后，将原料送入蒸煮设备中，加入碱液（通常是氢氧化钠或氢氧化钾）进行蒸煮处理。
蒸煮的目的是使纤维素与木质素分离，软化纤维素，使其更容易溶解。
3. 碱液回收。
蒸煮后的碱液含有大量的木质素和其他杂质，需要进行回收和再利用。
通常采用浓缩、过滤等方法将碱液中的杂质去除，然后进行蒸发浓缩，得到浓缩碱液。
4. 纤维素溶解。
经过碱液蒸煮处理后的原料，含有大量的纤维素。
将原料送入溶解设备中，加入硫酸等溶剂进行溶解处理，使纤维素与其他成分分离。
5. 纤维素脱水。
纤维素溶解后，需要进行脱水处理，将溶液中的水分蒸发掉，得到纤维素浆料。
脱水通常采用真空脱水、离心脱水等方法。
6. 纤维素再生。
纤维素浆料经过脱水处理后，得到纯净的纤维素，可以进行再生利用。
纤维素再生后，可以用于造纸、纺织、食品等行业的生产。
7. 废水处理。
纤维素工艺流程中产生的废水含有大量的有机物和碱液，需要进行处理后排放。
废水处理通常采用中和、沉淀、过滤等方法，将废水中的污染物去除，达到排放标准后方可排放。
8. 能源回收。
纤维素工艺流程中产生的废热和废碱液可以进行能源回收利用。
通过热能回收设备和碱液回收设备，将废热和废碱液进行回收利用，降低能源消耗和环境污染。
通过以上几个环节的处理，纤维素工艺流程可以将植物纤维中的纤维素提取出来，经过一系列的加工工艺，最终得到纤维素制品。
这些纤维素制品广泛应用于造纸、纺织、食品、医药等行业，对推动工业发展和改善人们生活起着重要作用。
膳食纤维在食品加工中的应用与研究进展
膳食纤维在食品加工中的应用与研究进展陈燕卉1，陈敏1，张绍英1，李亚秋2（1. 中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083）（2. 北京市化工学校，北京 100023）摘要：本文对膳食纤维的主要生理功能进行了归纳，对膳食纤维在食品中的开发应用和研究进行了评述，对膳食纤维应用与研究的发展趋势进行了展望。
关键词：膳食纤维；应用；进展Abstract：The physiological function of dietary fiber are introduced. application and researches of dietary fiber on food processing are commoned. Prospect for research on the development of dietary fiber are briefly discussed.Key words： dietary fiber；application；development膳食纤维作为一种极其重要的食品成分已经成为功能性食品领域研究的热门课题。
膳食纤维被公认为是蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物质和水之后的第七大营养素。
在我国，人们的饮食习惯已发生了很大的改变，大中城市特别是经济比较发达的沿海城市已出现了膳食纤维摄入量不足、营养素摄入不平衡的现象，其表现是肥胖症、糖尿病、动脉硬化、冠心病和恶性肿瘤的发病率在老年人群中很常见，在中青年人群中发病率也逐年上升，在少年儿童中“小胖子”越来越多。
1993年，我国国务院颁发《九十年代中国食物结构改革与发展纲要》指出：由于膳食不平衡或营养过剩而造成的“文明病”已在我国出现，肥胖症、高血脂、冠心病、糖尿病和结肠癌等已成为危害我国人民健康的主要疾病。
因此，开展膳食纤维的研究对提高我国人民的健康水平是非常必要和紧迫的任务，具有非常重要的现实意义。
1 膳食纤维的功能膳食纤维对人体健康有很多重要的生理功能，这已被国内外大量的研究事实与流行病学调查结果所证实，其主要的生理功能包括以下几个方面： 膳食纤维通过影响胆汁酸代谢使机体胆固醇排出增加，从而降低血清胆固醇，预防由冠动脉硬化引起的心脏病[1][2]。
纤维素改性处理的研究进展_王天佑
。其中以表面吸附， 液氨改性应用最
刚开始对天然纤维素的物理改性是微粉化和薄 膜化， 后来为了应用于吸附材料， 球化改性及各种球 化改性的方法也慢慢被提出。郝红英等 利用植物 的秸秆，通过高压蒸汽闪爆技术、 稀碱蒸煮等方法制 出有一定 α 纤维素含量的秸秆基纤维素， 对产物进 2+ 行碱化、 醚化和胺基亲核取代， 得到了可以吸附 Cu 和 Cd 等重金属离子的乙二胺螯合植物秸秆纤维 素， 通过研究得出， 可以用蒸汽闪爆来钝化天然植物 秸秆纤维素。Lidija 等 在纤维表面通过吸附 CMC 来引进羧基， 从而制备出了一种新的吸附材料， 试验 结果表明， 相对分子质量高的 CMC 首先被吸附， 并 ， 50% 且棉纤维总电荷量会大幅度地提高 可以提高 左右， 从而使产品的吸附性能大大提高 。 液氨整理后纤维的天然转曲基本消除， 截面变 圆， 内腔变小， 表面平滑且光泽感强， 结晶结构略疏 散。液氨加工 克 服 了 其 他 抗 皱 整 理 加 工 的 诸 多 缺 点， 使纤维的性能得到全面提升， 并具有明显的“形 ， 状记忆性” 是多年来纤维改性的一大突破 。Dor［18 ］ nyi 等 研究表明黄麻纤维经过液氨处理以后结晶 度有所下降。纤维素的晶型由纤维素 Ⅰ 转变为纤维 素Ⅲ。通过液氨处理黄麻纤维的表观结构有了很大 的改善， 纤维表面光滑圆润、 粗细均匀， 并且改善了 提高了织物表面平整度等。 纱线粗细的均匀性，
［11 ］ ［9 ］
首先， 在天然纤维素原料中， 表面经常被半纤维 素和木质素包裹着。 因此必须要先使纤维素能够纯 净地提取出来， 把这三种组分分离开来 。 其次， 虽 然在天然纤维素的分子链 上 存 在 着 大 量 的 活 性 羟 在一定条件下可以发生氧化、 酯化、 醚化、 接枝共 基， 聚等反应， 但是由于自身的羟基之间会形成大量的 且具有较为复杂的结晶性原纤结构， 其中结晶 氢键， 区封闭了大部分的活性羟基， 也就导致了纤维素改 性反应中呈现不均一性， 产物性能的不确定性。 为 一般在改性反应前进行各 了避免这种情况的发生， 种预处理， 可以降低纤维素的聚合度、 结晶度， 让纤 从而提高纤维素的反应 维素的 可 及 度 有 所 增 加， 。 活性 1． 1 物理方法 现在试验中常见的物理预处理方法主要包括闪 爆处理、 干法、 机械粉碎、 超声波及微波处理、 蒸汽爆 炸、 氨爆炸、 溶剂交换等。 物理预处理的主要目的是 让纤维素外观结构形态变化， 例如聚集纤维的解体、 膨胀等。就目前而言， 较新且用得较多的物理方法 ［4 ］ 有闪爆处理、 超声波处理等。 张袁松等 采用闪爆碱煮联合对天然竹纤维进行脱胶处理， 在闪爆压力 NaOH 质量浓度为 保压时间为 15 min， 为 0． 8 MPa， 4 g / L， 碱煮 90 min 的条件下， 得到纤维素的占有率为 77． 16% ， 其中纤维中的半纤维素含量和木质素含量 分别下降了 41． 61% 和 31． 94% ， 而纤维素的含量却 ［5 ］ 从 40． 51% 提高到 63． 59% 。殷祥刚等 对大麻纤维 进行闪爆处理， 得出闪爆处理后的麻纤维不仅其密 其中的纤维素含量从 度和 聚 合 度 会 有 所 下 降， 52. 94% 增加 到 84． 37% 。 闪 爆 处 理 具 有 处 理 时 间 短、 无毒、 无污染、 能耗低、 效率高等优点， 受到了纺 织、 轻工、 化工等行业的关注。 唐爱民等
纤维素酶的研究进展2014
纤维素酶的结构
两个具有独立活性的结构 域: 具有催化功能的结构 域(Catalytic domain, CD), 具有结合纤维素功能的结 构域(Cellulose binding domain, CBD), 两者之间 由一段高度糖基化的linker 相连。整个分子呈楔形. 催化活 性中心
纤维 素酶
抑制导管脱落
改善成纸性能
医药
虽然目前纤维素酶用于植物药效成分提 取的研究尚不多见,但得出的结果比较一致, 即酶解预处理能明显提高植物药有效成分的 提取率。
中药破壁 提取
金银花绿 原酸 提高26%
三七总皂 甙 提高24%
银杏叶中 提取黄酮 提高56%
纺织工业
利用纤维素酶 对纤维素纤维织物 进行生物处理,即酶 降解整理,可使纺织 物的硬度适当下降 的同时,使织物表面 变得光滑，织物获 得蓬松,手感厚实柔 软,增大了纤维素的 无定型区。
作物的秸秆 (1.5×1012T/年 )，大
部分以焚烧的形式被处理掉，造成 大量资源的浪费和环境污染。
可利用资源
纤维素
纤维素(Cellulose)：是由D-吡喃型葡萄糖基经 β-1,4 糖苷键联结而成的直链多糖直链状大分子纤 维素折迭起来，形成具有高结晶的基本构成单位， 由这种基本构成单位集中起来构成微小的结构单位， 再由很多的微小单位构成纤维素。 纤维素(Cellulose)是植物细胞壁的主要组分之 一,占植物秸秆干质量的40%～50%。
造纸
废纸脱墨
1.纤维素酶法废纸脱墨
处理硫酸盐浆
降低能耗，减轻环境污染，脱墨 效率高于化学脱墨。 2.纤维素酶法处理改善纸浆性能 改善纸浆磨浆性能和滤水性能。 3.纤维素酶法处理改善纤维成纸性 能 提高成纸抗张系数。 4.纤维素酶能抑制导管的脱落 改善纸浆性能 脱落的导管微粒影响成纸性能。 5.纤维素酶法预处理硫酸盐浆 降低纸浆卡伯值。
纤维素材料的制备及应用
纤维素材料的制备及应用纤维素是一种广泛存在于植物细胞壁中的多糖，具有天然、可再生、可降解等良好的特性，是一种重要的可持续发展材料。
纤维素材料是由纤维素基质和其他添加剂复合而成的材料。
纤维素材料具有优异的物理化学性能，并且可以根据不同的应用需求进行定制，因此在诸多领域有广泛的应用前景。
1. 纤维素材料的制备方法纤维素是一种高分子材料，它可以通过多种方法制备纤维素材料。
目前常用的制备方法包括：溶液纺丝法、模塑法、压制法、浆料成型法等。
溶液纺丝法是一种将纤维素溶液加热至一定温度并通过纺丝过程制备纤维素材料的方法。
该方法可以制备出具有高度规整性和优异力学性能的材料。
模塑法是一种将纤维素与其他添加剂混合后，通过模具压制成型的方法。
该方法适用于制备丰富多彩的纤维素材料，例如纤维素板材、纤维素纸张等。
压制法是一种通过压制纤维素和其他添加剂达到所需密度的方法。
该方法制备的纤维素材料密度较高，可以制备出高强度的材料。
浆料成型法是一种将纤维素和粘合剂混合后在特定条件下成型的方法。
该方法可以制备出具有优异结构和性能的材料，并且适用性广泛。
2. 纤维素材料的应用领域（1）包装领域包装是纤维素材料的重要应用领域之一。
纤维素纸张、纤维素板材等材料均可用于包装中，具有良好的防水性、阻隔性和稳定性等特性。
随着人们对可持续发展的需求增加，越来越多的企业开始采用纤维素材料作为替代性材料。
（2）医疗领域纤维素材料在医疗领域也有广泛的应用。
例如，纤维素基质可以用于制备生物医用材料，如人工血管、心脏瓣膜等。
此外，纤维素也是诸多医疗用品中的重要原料，如口腔护理用品、卫生巾等。
纤维素具有生物相容性、可降解性等优良特性，可以减轻医用材料对人体的副作用。
（3）建筑领域在建筑领域，纤维素材料主要用于制备各种装饰材料、地板材料等。
与传统材料相比，纤维素材料具有良好的防潮性能、隔声性能等，也更为环保和可持续。
（4）环保领域纤维素材料的产生和处理过程对环境的影响较小，而且纤维素材料本身也可降解，因此在环保领域有着广泛的应用前景。
二醋酸纤维素的增塑改性及熔融纺丝研究
二醋酸纤维素的增塑改性及熔融纺丝研究近年来，二醋酸纤维素因其良好的生物可降解性和生物相容性而受到广泛关注。
然而，由于其本身的脆性和熔点较低，限制了其在纺织品制备中的应用。
因此，对二醋酸纤维素进行增塑改性和熔融纺丝研究具有重要的意义。
增塑是指将塑料或纤维素等材料中添加一定量的增塑剂，以提高其柔软度和可塑性的过程。
对二醋酸纤维素进行增塑改性是改善其脆性和提高其可塑性的重要手段之一、常用的增塑剂包括可溶性聚合物、低分子量聚合物和界面活性剂等。
通过添加这些增塑剂，可以改善二醋酸纤维素的加工性能和机械性能。
研究表明，可溶性聚合物如聚乙烯醇（PVA）和聚乙烯醇酸酯（PVAC）可以显著提高二醋酸纤维素的可塑性和柔软度。
通过合理调节增塑剂的添加量和纺丝工艺参数，可以获得二醋酸纤维素/聚合物复合纤维，具有优异的拉伸性能和断裂伸长率。
另外，低分子量聚合物如聚丙烯酸酯（PPA）和聚乙二醇（PEG）也可以用来增塑二醋酸纤维素。
这些低分子量聚合物可以与二醋酸纤维素形成物理交联结构，提高二醋酸纤维素的可塑性和延展性。
研究表明，在一定的增塑剂添加量下，增塑剂的分子量对增塑效果有显著影响。
适当选择增塑剂的分子量和添加量，可以获得具有良好柔软性和机械性能的二醋酸纤维素纺丝材料。
此外，界面活性剂也可以用作二醋酸纤维素的增塑剂。
界面活性剂在二醋酸纤维素中添加后，可以通过降低界面能，提高纤维素的可塑性和延伸性。
研究表明，界面活性剂的种类和添加量对增塑效果有显著影响。
通过优化界面活性剂的选择和添加量，可以获得具有良好机械性能和可塑性的二醋酸纤维素纺丝材料。
熔融纺丝是一种常用的纺丝方法，可以制备出连续纤维。
然而，由于二醋酸纤维素的低熔点和易燃性，导致其在熔融纺丝过程中容易发生熔融不稳定和纤维断裂的问题。
因此，研究熔融纺丝条件对二醋酸纤维素纺丝性能的影响，对于提高其纺丝效果具有重要意义。
研究表明，熔融纺丝条件如熔融温度、拉伸速度和喷丝气压等参数对二醋酸纤维素纺丝性能有明显影响。
纤维素微球的研究进展
纤 维 素 科 学 与 技 术
￣ｕ ｍａ ｌ ｏ ｆ Ｃｅ ｌ ｌ ｕ ｌ ｏ ｓ ｅ Ｓｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ａ ｎｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏｇ ｙ
、 ， ０ １ ． ２１ ＮＯ． ２
Ｊ ｕ ｎ． ２ Ｏ１ ３
８ ０
纤 维 素 科 学 与 技 术
第２ １ 卷
１ Ｃ Ｍｓ的制备
Ｏ’ Ｎｅ ｉ ｌ ｌ 在１ ９ ５ １ 年 首 次报 道 采用 喷射 法 以粘 胶液 为 原 料 制备 了 Ｃ Ｍｓ Ｊ ， 此 后 众 多科研 工作 制 备 了纤 维 素 及其 衍 生 物 的微 球 产
降解 并具有 良好的生物相容性 ，是材料科学和高分子科学 的重要分支 。纤维素微球 的
制备方法主要包括乳化 一固化法 、喷雾干燥法和凝聚法等 ，制备过程一般分为溶解 、
成球和 固化三 个阶段；纤维素微球可修饰性强 ，可用作色谱 固定相 、吸附剂和 生物 亲 和载体等 ，在 环境科学、分离工程和 生物 医学等领域有 重要应用 。纤维素微球 因其独 特 的尺寸形态和可控精细结构， 将在交叉学科和高端领域有越来越深入的研 究和应用 。
文章编号 ：１ ０ ０ ４ — ８ ４ ０ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ － ０ ０ ７ ９ — ０ ８
纤维 素微球 的研 究进 展
吴伟 兵 ， 庄志 良， 戴 红旗
（ 南京林业 大学 江苏省制浆造 纸科学与技术重 点实验室 ，江 苏 南京 ２ １ ０ ０ ３ ７ ）
摘
要：纤维素微球作 为一种天 然高分子 微球 材料 ，其基质纤维素丰富价廉、可再生
关键 词：纤维素微球 ；制备 ；应用 中图分 类号 ：０ ６ ３ ６ ． １ １ 文 献标 识码 ：Ａ
纳米纤维素改性及其应用研究进展
纳米纤维素改性及其应用研究进展随着科技的不断发展，纳米技术已经成为了现代科学的一个热门领域。
纳米纤维素是其中重要的研究方向之一。
纳米纤维素由许多小的纤维素晶胞合并而成，因其具有生物可降解、生物相容性高等特点，被广泛应用于药物传递、纸张生产、能源材料等领域。
同时，通过对纳米纤维素的改性可以提高其性能，拓展其应用范围，因此，纳米纤维素的改性及其应用研究成为了当前的研究热点。
一、纳米纤维素的性质与特点纳米纤维素是以纤维素为主要成分的一种生物可降解材料，其具有以下几个特点：1.生物可降解性纳米纤维素是一种天然材料，可分解为二氧化碳和水，不会对环境造成污染。
2.生物相容性由于纳米纤维素是天然材料，与生物体相容性极高，不会对生物体造成损害。
3.高比表面积纳米纤维素的比表面积很大，在材料科学和生物医学领域有很多应用。
4.具有高度的透明度纳米纤维素是非常透明的，适合制造透明材料。
二、纳米纤维素的改性方法纳米纤维素作为一种新型材料，其性能还需要通过改性方式来提高，让其更好地应用于不同领域。
目前常见的纳米纤维素改性方法有以下几种：1.化学改性化学方法是目前最常用的改性方法之一。
通过改变纳米纤维素表面的化学结构，增强其化学活性，提高纳米纤维素与其他物质的相容性。
2.物理改性物理方法通常是改变纳米纤维素的结构或物理性质，从而达到提高其性能的目的。
如超声波处理、高温处理等。
3.生物改性生物改性是通过微生物、生物酶等生物体介入作用于纳米纤维素上，改变其原有性质，提高其生物相容性和生物可降解性等。
三、纳米纤维素的应用研究进展现阶段，纳米纤维素在许多领域得到了广泛的应用。
其中，主要有以下几个领域：1.药物传递领域纳米纤维素的生物可降解、生物相容性高等特性使其在药物传递领域得到了广泛的应用。
纳米纤维素结构具有一定的孔隙度和可溶性，可被用于药物的吸附和释放等。
2.纸张生产领域纳米纤维素在纸张生产中的应用也得到了广泛的关注。
其强度和超白度的特点使其能够代替部分化学浆制作高质量的印刷纸和包装纸。
再生纤维素纤维的研究进展
再生纤维素纤维的研究进展再生纤维素纤维是一种由天然纤维素或废弃物转化而来的纤维素纤维，具有生物可降解、可再生、可循环利用等优势，被广泛应用于纺织、医疗、建筑等领域。
随着可持续发展理念的提倡和环境意识的增强，再生纤维素纤维的研究与应用进展迅速。
本文将对再生纤维素纤维的研究进展进行综述，主要包括原料选择、制备工艺和应用领域等方面。
其次，再生纤维素纤维的制备工艺也得到了相应的改进和发展。
常见的制备工艺包括溶液纺丝法、湿法纺丝法和熔融纺丝法等。
溶液纺丝是最常用的制备工艺之一，其通过将纤维素溶解于溶剂中，再通过纺丝成纤维的方法制备纤维。
目前，研究者们在改进溶剂的选择、调控溶胶浓度、加工条件等方面进行了大量探索，以提高纤维的力学性能和稳定性。
再次，再生纤维素纤维的应用领域日趋广泛。
在纺织领域，再生纤维素纤维的应用可以替代传统的合成纤维，减少对化石燃料和化学原料的依赖，降低纺织品的环境影响。
同时，再生纤维素纤维还具有良好的吸湿性、透气性和抗菌性能，能够提高纺织品的舒适性和健康性。
在医疗领域，再生纤维素纤维被广泛应用于医用敷料、生物材料等产品中，具有良好的生物相容性和降解性能。
此外，再生纤维素纤维还可以应用于建筑材料、食品包装等领域，具有良好的应用前景。
总结起来，再生纤维素纤维的研究进展得到了广泛关注和积极探索。
通过选择合适的原料、改进制备工艺和扩展应用领域等手段，再生纤维素纤维的可持续发展和应用前景逐渐明确。
然而，仍然存在一些挑战和问题，如纤维的力学性能和稳定性需要进一步提高，成本的降低和规模化生产等。
因此，在未来的研究中，需要进一步加强技术创新和工艺优化，以推动再生纤维素纤维的发展和应用。
天然纤维材料内部塑化研究综述
竹木加工废料 、 灌木 、 秸秆 、 农林 树皮 、 竹木废 旧料等 ） 制备新
型材料或开发新的产品。利用可再生植物资源 开发能源产品
物 。纤维素 的高结 晶度和木质紊 的三度空间结构 ， 使天然植
物纤维 的熔点远高于其热分解温度 。即天然植物纤维还未熔 融， 热分解便已发生 ， 因此天然纤维 植物热塑性很低 ， 不能像
能 源、 可持续 发展是当前社会 的两个重 点主题 。这种背 景下， 石油类早期 开发的不可再生资源越来越 放在 “ 重要 ” 位 置 ，而可再 生性 天然植物资源则逐 渐成为人们开发 的宠儿 。
和大分子 间形 成氢键 ， 天然纤 维具有 吸湿性 ， 工成 型后 使 加
易发生形变 ， 响了其应 用 。另一方 面借 氢键纤维 素分 子链 影 间侧向会缔合成 一定 的结 晶格子 ， 由于高度聚合 以及纤 维素
性技术移植到来源广泛且价格 低廉的天然植物纤维改性 ， 可 使其 转化成新型的热塑性高分子材 料 ， 可进 一步单独或与其
在一定条件下即可制成具热塑型的新型高分子材料Ｉ１ Ｚ ＇。 － ３
２ 天 然纤维 热 塑性转 化相 关研 究
天然纤维 的热塑性转 化研究起 于 １７ ９ ０年代对 木粉的热
热点。方法可归为两类 ： 酯化和醚化。 ２１ 酯 化 反 应 ．
１ 天然 纤维 热 塑化理 论基础
具 热塑性材 料 的特点是材 料在一定 热度下 能熔融 软化
加工成型 ， 材料 分子呈极性 ， 有憎水性 。天然纤维植物主要成
分由纤维紊、 半纤维 素、 木质素等组 成 ， 素表 面有 大量的 纤维
羟丙基甲基纤维素含量对塑性成型陶瓷生坯强度的影响
第６期 收稿日期：２０２１－０２－２５基金项目：阜阳市－阜阳师范大学校地横向合作项目（ＸＤＨＸ２０１７１７）；博士科研启动项目（２０１６ＫＹＱＤ０００６）；阜阳师范大学青年人才重点基金项目（ｒｃｘｍ２０２００５，ｒｃｘｍ２０２００３）；安徽省高校自然科学研究项目（ＫＪ２０２０Ａ０５４６，ＫＪ２０２０Ａ０５２５０）作者简介：姜广鹏（１９８０—），安徽阜阳人，博士后，讲师，研究方向：多孔陶瓷。
羟丙基甲基纤维素含量对塑性成型陶瓷生坯强度的影响姜广鹏，刘雪艳，张琳，陶栋梁，罗春华，王永忠（阜阳师范大学化学与材料工程学院，安徽阜阳 ２３６０３７）摘要：生坯强度对于陶瓷的后续加工操作有着重要的意义，但目前对塑性成型生坯强度的研究还很少。
本文以羟丙基甲基纤维素（ＨＰＭＣ）作为陶瓷粉料的有机粘结剂，通过加入不同量ＨＰＭＣ和水进行塑性成型，对烘干后生坯气孔率，抗弯强度和断口显微形貌进行了研究。
结果发现，高剪切力的轮碾可使ＨＰＭＣ和水混合成膜覆盖在氧化铝颗粒表面。
随着ＨＰＭＣ含量增加，气孔率先降低后增加，在加入量为１５％时达到最低值，气孔率为４５％。
抗弯强度随ＨＰＭＣ含量增加先增加后降低，当ＨＰＭＣ添加量为２５％时，生坯强度最高为７．５ＭＰａ，是ＨＰＭＣ添加量为５％（１．６ＭＰａ）时的４．７倍。
关键词：粘结剂；生坯；抗弯强度；显微结构中图分类号：ＴＯ１７４．７５＋８．１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２１）０６－００２３－０３ＥｆｆｅｃｔｏｆＨｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｙｌＭｅｔｈｙｌＣｅｌｌｕｌｏｓｅＣｏｎｔｅｎｔｏｎｔｈｅＧｒｅｅｎＳｔｒｅｎｇｔｈｏｆＰｌａｓｔｉｃＦｏｒｍｅｄＣｅｒａｍｉｃＢｏｄｙＪｉａｎｇＧｕａｎｇｐｅｎｇ，ＬｉｕＸｕｅｙａｎ，ＺｈａｎｇＬｉｎ，ＴａｏＤｏｎｇｌｉａｎｇ，ＬｕｏＣｈｕｎｈｕａ，ＷａｎｇＹｏｎｇｚｈｏｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＭａｔｅｒｉａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＦｕｙａｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｙａｎｇ ２３６０３７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｇｒｅｅｎｓｔｒｅｎｇｔｈｉｓｏｆｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｔｈｅｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｏｆｃｅｒａｍｉｃｓ，ｂｕｔｔｈｅｒｅａｒｅｆｅｗｓｔｕｄｉｅｓｏｎｔｈｅｇｒｅｅｎｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｐｌａｓｔｉｃｆｏｒｍｉｎｇ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｙｌｍｅｔｈｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ（ＨＰＭＣ）ｉｓｕｓｅｄａｓｔｈｅｏｒｇａｎｉｃｂｉｎｄｅｒｏｆｃｅｒａｍｉｃｐｏｗｄｅｒ，ａｎｄｐｌａｓｔｉｃｍｏｌｄｉｎｇｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂｙａｄｄｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｍｏｕｎｔｓｏｆＨＰＭＣａｎｄｗａｔｅｒ，ａｎｄｔｈｅｐｏｒｏｓｉｔｙ，ｂｅｎｄｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｆｒａｃｔｕｒｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅｇｒｅｅｎｂｏｄｙａｆｔｅｒｄｒｙｉｎｇｓｔｕｄｉｅｄ．Ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｈｉｇｈ－ｓｈｅａｒｗｈｅｅｌｍｉｌｌｉｎｇｃａｎｍｉｘＨＰＭＣａｎｄｗａｔｅｒｔｏｆｏｒｍａｆｉｌｍｃｏｖｅｒｉｎｇｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆａｌｕｍｉｎａｐａｒｔｉｃｌｅｓ．ＡｓｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆＨＰＭＣｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｔｈｅｐｏｒｏｓｉｔｙｆｉｒｓｔｄｅｃｒｅａｓｅｓａｎｄｔｈｅｎｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｒｅａｃｈｉｎｇｔｈｅｌｏｗｅｓｔｖａｌｕｅｗｈｅｎｔｈｅａｄｄｅｄａｍｏｕｎｔｉｓ１５％，ａｎｄｔｈｅｐｏｒｏｓｉｔｙｉｓ４５％．ＴｈｅｆｌｅｘｕｒａｌｓｔｒｅｎｇｔｈｆｉｒｓｔｉｎｃｒｅａｓｅｓａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆＨＰＭＣｃｏｎｔｅｎｔ．ＷｈｅｎｔｈｅＨＰＭＣａｄｄｉｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｉｓ２５％，ｔｈｅｇｒｅｅｎｓｔｒｅｎｇｔｈｉｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔ７．５ＭＰａ，ｗｈｉｃｈｉｓ４．７ｔｉｍｅｓｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅＨＰＭＣａｄｄｉｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｉｓ５％（１．６ＭＰａ）．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｉｎｄｅｒ；ｇｒｅｅｎｂｏｄｙ；ｓｔｒｅｎｇｔｈ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ 在陶瓷制品的生产中，通常希望在烧结前具有尽可能高的生坯强度，因为陶瓷生坯经常在烧结前进行处理和机械加工，生坯强度不足可能会损坏生坯［１－４］。
纤维素改性研究进展
纤维素改性研究进展一、本文概述纤维素，作为一种广泛存在于自然界中的多糖，具有优良的生物相容性、可降解性和环保特性，因此在众多领域如造纸、纺织、食品、医药以及生物材料等方面都有着广泛的应用。
然而，纤维素本身的一些物理和化学性质限制了其在某些特定领域的应用，因此，对纤维素进行改性研究，以提高其性能并拓宽其应用范围，一直是科研工作者关注的热点。
本文旨在全面综述近年来纤维素改性研究的最新进展，包括改性方法、改性纤维素的性能及其在各个领域的应用。
文章首先介绍了纤维素的基本结构和性质，然后详细阐述了化学改性、物理改性和生物改性等主要改性方法，接着讨论了改性纤维素在造纸、纺织、食品、医药和生物材料等领域的应用现状，最后对纤维素改性研究的发展趋势和前景进行了展望。
通过本文的阐述，旨在为读者提供一个全面、深入的纤维素改性研究进展的参考。
二、纤维素改性方法纤维素作为一种天然高分子化合物，具有许多优良的性能，如良好的生物相容性、可降解性和环境友好性等。
然而，其固有的物理和化学性质，如亲水性、结晶性和热稳定性，限制了其在某些领域的应用。
因此，通过改性方法提高纤维素的性能，拓宽其应用范围，一直是科研领域的热点课题。
物理改性是一种简单而有效的改变纤维素性能的方法。
通过热处理、机械处理或高能辐射等手段，可以改变纤维素的结晶结构、形貌和分子链排列，从而改善其物理性能。
例如，热处理可以使纤维素分子链发生重排，提高其结晶度和热稳定性；而高能辐射则可以引发纤维素分子链的断裂和交联，形成新的功能基团。
化学改性是另一种广泛应用的纤维素改性方法。
通过引入化学试剂，如酸、碱、氧化剂或还原剂等，可以改变纤维素的化学结构和性质。
例如，酸处理可以使纤维素发生水解反应，生成低分子量的纤维素衍生物；而碱处理则可以破坏纤维素的结晶结构，增加其反应活性。
通过与有机化合物反应，还可以在纤维素分子链上引入特定的功能基团，如羟基、羧基、氨基等，从而赋予其新的性能。
纤维素的改性及应用研究进展_罗成成
2015年第34卷第3期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS・767・化工进展纤维素的改性及应用研究进展罗成成，王晖，陈勇（中南大学化学化工学院，湖南长沙410083）摘要：植物纤维素是天然的可再生资源，对纤维素的改性利用一直是研究的热点。
本文简要介绍了纤维素的结构与性质，综述了纤维素的改性方法，包括物理改性、化学改性和生物改性等，其中化学改性是最主要的方法，包括酯化、磺化、醚化、醚酯化、交联和接枝共聚等，通常涉及其结构中羟基的一系列反应。
通过改性，引进了一系列离子型基团，有利于增强纤维素的亲水性。
经改性后的纤维素与之前相比，结晶度和聚合度明显降低，可及度明显提高，无论物理性质还是化学性质都表现出更大的优越性。
其后回顾了纤维素衍生物在食品、造纸以及建筑行业中的一些研究应用成果，阐述了其在医药及废水处理等方面的研究进展，并展望了纤维素衍生物的发展前景。
关键词：纤维素；纤维素衍生物；化学改性中图分类号：TQ072文献标志码：A文章编号：1000–6613（2015）03–0767–07DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2015.03.028Progress in modification of cellulose and applicationLUO Chengcheng，WANG Hui，CHEN Yong（School of Chemistry and Chemical Engineering，Central South University，Changsha410083，Hunan，China）Abstract：Plant cellulose is a natural renewable resource，and application of the modified cellulose has been a research focus.The structure and properties of cellulose are described，and cellulose modification methods are reviewed，including physical，chemical and biological methods.The main method is chemical modification，including esterification，sulfonation，etherification，ether esterification，crosslinking and graft copolymerization，which involve the reactions of hydroxyl groups in the cellulose.Hydrophilcity of cellulose could be enhanced by introduction of ionic groups.Compared with non-modified cellulose，crystallinity and degree of polymerization of modified cellulose decrease significantly，whereas accessibility is improved remarkably，with superior physical and chemical properties.Finally，the research achievements of cellulose derivatives in food，paper and construction industries are reviewed.Research progresses in pharmaceuticals，wastewater treatment and other areas are presented.Future applications of cellulose derivatives are prospected.Key words：cellulose;cellulose derivatives;chemical modification纤维素是植物细胞壁的主要成分，在自然界中分布甚广，是取之不尽、用之不竭的天然高分子化合物。
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Value Engineering 0引言近年来，随着石油资源的日益枯竭核环境污染的加剧以及可持续发展的战略需求，纤维素作为环境友好资源已引起世界各国的高度关注。
纤维素广泛存在于绿色植物如树木、棉花、麻、谷类植物和其他高等植物以及海洋生物中，是自然界最丰富的可再生资源，具有可再生性，生物可降解性和天然的生物相容性。
并且具有低密度、高强度和刚度好的特性，这已使它成为最重要的天然高分子材料。
1纤维素的化学改性纤维素是由D-吡喃型葡萄糖单元（anhydrogluucoseunit,AGU）通过β-1.4糖苷键连接而成的线型高分子。
纤维素AGU 单元上有3个活泼的-OH 基团，一个伯-OH 基（C-6位）和两个仲-OH 基（C-2和C-3位），可以发生与-OH 基有关的一系列化学反应，如氧化，酯化，醚化，接枝共聚等反应。
1.1纤维素酯类在酸催化作用下，纤维素中的羟基与酸、酸酐、酰卤等发生酯化反应可得纤维素酯，包括无机酸酯和有机酸酯[1]。
纤维素无机酸酯是指纤维素分子链中的羟基与无机酸如：硝酸、硫酸、磷酸等进行酯化反应的生成物，其中纤维素硝酸酯广泛应用于黏合剂，日用化工、皮革、印染等工业部门；纤维素有机酸酯是指纤维素分子链中的羟基与有机酸、酸酐或酰卤反应的生成物，主要有纤维素甲酸酯、乙酸酯、丙酸酯、丁酸酯、高级脂肪酸酯、芳香酸酯等。
短链的纤维素酯或混和酯，如醋酸纤维素（CA ）、醋酸丙酸纤维素（CAP ）、醋酸丁酸纤维素（CAB ）等在薄膜、片材等领域已得到了广泛应用。
1.2纤维素醚类纤维素醚是由纤维素与NaOH 反应后，与各种功能单体如单氯甲烷、环氧乙烷、环氧丙烷等进行醚化反应，经水洗副产物盐及纤维素钠而得到。
纤维素醚一般根据其离子性分为4类[2]：非离子纤维素醚：主要是纤维素烷基醚，包括甲基纤维素醚、甲基羟乙基纤维素醚等。
阴离子纤维素醚：主要是羧甲基纤维素钠、羧甲基羟乙基纤维素钠。
阳离子纤维素醚：阳离子纤维素醚主要有3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵纤维素醚。
两性离子纤维素醚：两性离子纤维素醚的分子链上既有阴离子基团又有阳离子基团。
纤维素酯化或醚化比纤维素的性能优化了许多，具有一定的热塑性，但相对分子质量增加不多，流动温度还很高，如纤维素醋酸酯在230℃才开始软化，醋酸丁酸酯的熔点为185℃。
而且强度、粘度等性质受到了一定的限制，塑性并没有达到低温加工的要求。
1.3接枝改性接枝改性可以引入不同性能的支链聚合物，在纤维素材料固有优点的基础上，得到具有纤维素底物和支链聚合物双重性能的功能材料，从而极大地扩展了纤维素的应用范围。
但是由于纤维素的高结晶性和分子内部存在大量氢键，大大增加了纤维素接枝的实施难度，也不利于工业化，因此，更多的是采用熔融性较好的纤维素衍生物作为接枝底物。
例如，在二醋酸纤维素（CDA ）分子上引入生物高分子基团既能降低CDA 的加工温度，又可以使接枝物具有一定的生物性能。
Teramoto 等[3]合成了一系列不同接枝率的醋酸纤维素-聚乳酸接枝共聚物，发现共聚物的玻璃化转变温度Tg 与聚乳酸的摩尔取代度（MS ）有关，当0＜MS ≤8时Tg 随MS 升高而急剧下降；当MS ≥14时聚乳酸侧链开始结晶。
由于聚乳酸是可降解材料，将聚乳酸短链引入纤维素分子中将得到完全降解的高分子材料；乙基纤维素（EC ）时最早工业化的非离子型纤维素醚，其质地坚韧，在极宽的温度范围内也能保持机械强度和柔韧性。
乙基纤维素为疏水型聚合物，引入亲水聚合物短链后将得到两亲型共聚物。
Shen 等[4]采用原子转移自由基聚合（ATRP ）方法，引发了苯乙烯（St ）核甲基丙烯———————————————————————作者简介：石志琪（1991-），男，河南洛阳人，本科生在读，研究方向为高分子材料；万纪强（1990-），男，河南平顶山人，本科生在读，研究方向为高分子成型加工。
纤维素的塑性加工研究进展Advance in Plastic Processing Cellulose石志琪SHI Zhi-qi ；万纪强WAN Ji-qiang（郑州大学材料科学与工程学院，郑州450001）（College of Materials Science and Engineering ，Zhengzhou University ，Zhengzhou 450001，China ）摘要：纤维素在解决人类面临的资源、能源和环境问题方面有重要的意义，但是由于纤维素的特殊化学与物理结构，纤维素的热塑性加工受到了很大的限制。
综述了近年来纤维素热塑性加工的主要方法，介绍了纤维素化学改性的方法，同时介绍了不通过化学改性直接对纤维素塑性加工的两种方法。
Abstract:Cellulose will play an important role in solving the problems of resource,energy and environment which we human beings are facing,but because of the special chemical and physical structure of cellulose,making it very difficult to use the conventional thermal methods to manufacture cellulose production.The article reviewed the main methods of cellulose thermoplastic forming in recent years,introduced the methods of chemical modification of cellulose,and introduced two methods plastic processing cellulose production directly without chemical modification.关键词：纤维素；化学改性；塑性加工Key words:cellulose ；chemical modification ；plastic processing 中图分类号：TB324文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）25-0301-02·301·价值工程酸甲酯（MMA）接枝乙基纤维素的反应，分别合成了高接枝率的共聚物EC-g-PSt，EC-g-PMMA，发现刷状接枝物能被云母吸附，并且分子呈棒状，TEM和AFM结果显示了接枝物能在丙酮中形成核-壳结构的球状胶束。
2纤维素的塑性加工由于纤维素分子间与分子内氢键的强烈作用，高温下分解而不熔融，用传统的热塑性加工方法如注塑、挤出等很难直接对其进行加工。
现阶段研究较多的是上述通过化学改性的方法破坏其氢键，降低其熔点，生产多种化工产品，但是这种生产工艺往往生产周期长，能源消耗大，生产成本高，环境压力大，因此，通过非化学改性的方法直接对纤维素进行塑性加工显然有非常好的应用前景。
2.1纤维素的热塑性加工在传统的热塑性加工方法中，物料在料筒中同时受到加热、机械剪切、压力的作用而熔融塑化，在对纤维素直接加热时，由于分子间氢键的作用力的能量大于分子内部化学键的能量，因此纤维素在打开氢键而熔化之前就因分子内部化学键被破坏而分解。
纤维素中氢键的能量为20KJ/mol，相当于每个氢键的能量为3.3*10-20J，即对分子间氢键提供这么多能量时，氢键打开。
波长为6μm的电磁波的光子的能量可以满足这个要求，利用电磁波对分子间氢键进行精确的轰击而非传统意义上的加热，则可能实现纤维素的热塑性加工。
2005年Johannes Schroeter等[5]使用图1的装置使纤维素样品同时受到电磁波照射、机械剪切、压力的共同作用，实现了纤维素的塑性加工。
其中，样品受到的压力为167N/mm2，圆柱金属棒的转速为0.5r/s，二氧化碳激光器的波长λ= 10.6kHz。
用光学显微镜以及SEM检测样品后发现，在激光强度和持续时间大于一定值时，样品的纤维状不透明结构消失，出现了连续状的透明结构；用IR检测后发现样品处理前与处理后经过红外图谱无特别大的差别，而且在3320cm-1处的峰强度在处理后减小，说明处理后样品中的O-H键数量有所减少。
这些都说明在处理过程中纤维素被熔融塑化而不是被化学改性。
另外，样品处理后的平均重量由3mg减少为0.6mg，原因是纤维素熔化后在压力的作用下被挤出了两个圆柱棒之间，导致重量减小。
2.2纤维素的假热塑性加工纤维素虽然在上述的条件下实现了融化，但是由于其特殊的条件要求，使其很难成为实际的生产手段。
等通道转角挤压法（ECAP）是指在保持金属材料外形不变的情况下，通过剧烈剪切变形以获得的超细晶粒的方法，后在高分子材料方面常被用来半结晶材料的改性和生产纳米复合材料。
这种方法在低于材料玻璃化温度或者熔点的条件下进行，对生产天然高分子材料制品具有很大的优势。
Xiaoqing Zhang等[6]提出以纤维素粉末通过有背压的等通道转角挤压法（BP-ECAP）制备纤维素制品的方法。
使用的装置如图2所示。
首先加热装置至130-150℃，然后以一定的速度对样品施压，使纤维素粉末在装置中承受剧烈的剪切变形，样品的结构和结晶相态被一定程度的破坏，随后把处理过的样品在室温条件下放置两周，原先的粉末样品形成了一个整体的制品，这个过程与传统的热塑性加工很相似。
随后的SEM检测显示经过处理后的样品表面比处理前的粉末样品的表面光滑，XRD显示处理后的样品的图谱中晶面位置对应的峰的强度降低，可知纤维素由于结晶结构的部分破坏导致结晶度的降低。
同时发现，经过球磨的粉末样品经过实验处理后得到的制品结晶度更低，表面更加光滑，原因是球磨的过程中破坏了纤维素的结晶结构。
3结语与展望纤维素作为自然界最丰富的可再生资源，在未来石油资源日益枯竭的情况下，必将成为重要的化工原料。
国内现在对于纤维素的研究局限于纤维素的化学改性方面，然而由于其环境污染性大，生产周期长，在可持续发展的大背景下，纤维素的直接塑性加工方法有很好的前景，但是对于纤维素塑性加工的问题的研究如：加工过程中机理、样品加工后性能与加工条件的关系等问题仍需大量的研究。
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