纤维素在LiCl2f极性溶剂体系中溶解性能的研究
纤维素溶剂研究现状及应用前景
纤维素溶剂研究现状及应用前景纤维素是一种重要的天然生物质资源，具有广泛的应用前景。
然而，纤维素的高结晶度和高度聚合程度使其难以溶解和利用。
为了解决这一问题，研究人员们不断探索纤维素新溶剂的应用和研发。
纤维素新溶剂是指用于溶解纤维素的新型溶剂，可以将纤维素转化为可溶性纤维素或纤维素衍生物，从而实现纤维素的高效利用。
纤维素新溶剂的研发旨在降低纤维素的结晶度和聚合度，提高纤维素的可溶性和活性。
近年来，纤维素新溶剂的应用实例逐渐增多。
其中之一是利用离子液体作为溶剂溶解纤维素。
离子液体是一种特殊的液体，具有低熔点、宽电化学窗口、可调性等特点。
研究人员发现，某些离子液体可以有效溶解纤维素，使其转化为可溶性纤维素或纤维素衍生物。
这为纤维素的高效利用提供了新的途径。
例如，利用离子液体可以将纤维素转化为纤维素醚、纤维素酯等可溶性化合物，用于制备生物基材料、生物能源等。
另一个纤维素新溶剂的应用实例是利用超临界流体溶剂溶解纤维素。
超临界流体是介于气体和液体之间的物质，在一定条件下具有较高的溶解能力和扩散性。
研究人员发现，某些超临界流体可以有效溶解纤维素，使其转化为可溶性纤维素或纤维素衍生物。
这为纤维素的高效利用提供了另一种选择。
例如，利用超临界二氧化碳可以将纤维素转化为纤维素酯、纤维素醚等可溶性化合物，用于制备生物基材料、生物能源等。
纤维素新溶剂的研发目前仍处于探索阶段，但已取得了一些进展。
目前，研究人员已经发现了多种具有潜力的纤维素新溶剂，并对其进行了深入研究和应用探索。
例如，除了离子液体和超临界流体外，还有一些有机溶剂、水溶性聚合物等也被发现可以溶解纤维素。
此外，一些新型溶剂的设计和合成也成为当前的研究热点。
例如，一些研究人员通过调整离子液体的结构和性质，设计出具有高效溶解纤维素能力的离子液体。
另外，一些研究人员通过改性纤维素表面，使其更易溶解于传统溶剂中，提高纤维素的可溶性。
总的来说，纤维素新溶剂的应用和研发在不断取得进展。
纤维素在碱复合溶剂中的溶解及纺丝性能研究
东华大学硕士学位论文第一章绪论藻藻矍矍递:::!!!毖纽:州确递图1.7N M M O干喷湿纺工艺流程图干喷湿纺时，溶液经过喷丝板挤出后通常在空气中进行一定的塑化拉伸，然后浸入到凝固浴中凝固成形。
经拉伸取向的纤维素浸入凝固浴中，N M M O形成两个分散相，快速分散相形成N M M O和水分子的氢键连接，慢速分散相形成溶剂分子与凝固浴分子的双扩散[57]。
在塑化拉伸过程中，纤维取向从而使强度得到显著的提高。
纤维的成形包括喷丝头和空气段里纤维素溶液的预拉伸取向以及随后凝固浴中纤维的沉淀析出过程。
纺丝体系中溶剂和非溶剂之间的交换导致纤维素分子的解溶剂化，重新形成分子内和分子间的氢键。
经拉伸、取向的纤维进入凝固浴中，随着溶剂和非溶剂的互扩散作用，导致纤维素分子的解溶剂化作用和分子间与分子内氢键的重新形成。
极性溶剂例如水、醇和N M M O水溶液都能导致良溶剂“移出”。
在纤维素的凝固过程中，由于解溶剂化作用不断进行，纤维素溶液逐渐形成以纤维状或二维形式存在的高度肿胀的凝胶，并最终从溶液中再生出来。
由此可见，N M M O体系中纤维结构的形成过程不同于粘胶法，其取向过程和凝固再生过程是同时进行的。
L yo eeu纤维的结构和性能主要受溶液状态、空气段长度(亦称气隙长度)、凝固浴的温度和浓度以及纺丝速度、拉伸比等影响，尤其以凝固条件为主。
对于干喷湿纺来说，气隙长度对凝固相分离和成纤结构也有着重大影响。
N M M O溶解纤维素利用醇/水二浴法干喷湿纺的L yocel l纤维表现出优良的性能包括干、湿态优良的力学性能，圆形的截面形状，高的结晶度和取向度以及理2.2.5稳态流变行为表征利用A R E S一RF S型流变仪测定2.2.4中配制的不同浓度的C el l一1纤维素溶液的流变性能，实验测试温度为。
一20℃，剪切速率为。
一4005一’。
2.3结果与讨论2.3.1新型溶剂中纤维素纤维溶解过程的研究溶解温度是影响纤维素在该溶剂体系中溶解的一个相当重要的因素。
纤维素在离子液体溶剂中溶解性能的研究进展_李东娟
室温离子液体是一类具有极低蒸汽压、可回收 利用等性质的新型绿色溶剂， 其应用研究成为近期 的热点 ［４］。２００２ 年 Ｒｏｇｅｒｓ 等 ［５］ 发现 １－ 丁基－ ３－ 甲 基 咪 唑 氯 盐 （［Ｃ４ｍｉｍ］ Ｃｌ） 离 子 液 体 可 以 溶 解 纤 维 素， 为新类型纤维素溶剂体系的开发开辟了一条新 途径。离子液体的阴阳离子结构可调， 可以根据反 应的特定需要设计不同结构的离子液体。根据纤维 素的溶解机理， 设计合成 １－ 烯丙基－ ３－ 甲基咪唑氯
合成纤维 Ｓ ＦＣ ２００７ Ｎ ｏ．２ ２９
专题综述ห้องสมุดไป่ตู้
Ｃ ｏ ｍ ｐ ｒｅ ｈ ｅ ｎ ｓ ｉｖ ｅ Ｒ ｅ ｖ ｉｅ ｗ
２．１ 纤维素在离子液体中的溶解机理 纤维素在离子液体溶剂体系中的溶解机理可
以按照 ＥＤＡ 理论进行解释 ［１３］。溶解过程可描述如 下： 纤维素—ＯＨ 基的氧原子和氢原子参与 ＥＤＡ 的 相互作用， 氧原子起了电子对给予体的作用， 而氢 原子作为电子接受体。离子液体溶解纤维素的过程 见图 ２。
研究发现一些离子液体对纤维素有出色的溶 解能力， 如 １－ 丁基－ ３－ 甲基咪唑氯盐 （［Ｃ４ｍｉｍ］ Ｃｌ）、 １－ 己 基－ ３－ 甲 基 咪 唑 氯 盐 ［５］ （［Ｃ５ｍｉｍ］ Ｃｌ） 等 离 子 液体是纤维素的有效溶剂。目前研究表明纤维素在 离子液体中溶解有如下现象：
纤维素溶剂及其溶解性能和特点
·论文与综述·纤维素溶剂及其溶解性能和特点王 晨,刘文波*(东北林业大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040)[摘 要] 纤维素是自然界最丰富的可再生资源,具有环境友好、可生物降解等优势,其应用前景十分广阔。
但由于其特殊的晶体结构,导致其很难溶解于普通的溶剂体系中,从而阻碍了纤维素材料的开发和应用。
本文按照传统溶剂和新型溶剂两种类型介绍了纤维素的溶剂体系,并对其溶解机理、溶解性能和特点作了简单介绍,并展望了纤维素溶剂的发展趋势。
[关键词] 纤维素;溶剂体系;溶解收稿日期:2018-05-09基金项目:东北林业大学材料学院大学生创新项目作者简介:王晨,男,东北林业大学轻化工程专业14级本科生。
通信作者:刘文波,教授,主要从事纤维功能材料、造纸工程及其精细化学品研究工作。
纤维素是自然界中分布最广、储量最大的天然高分子化合物,是构成植物细胞壁的基础物质。
每年植物通过光合作用产生数千亿吨的纤维素,可以说纤维素是一种取之不尽、用之不竭的可再生资源。
近年来,随着不可再生资源的过度开采和日益紧张,人们将目光重新集中到可再生资源的研究和开发上来,纤维素的研究也越来越被重视。
天然纤维素结晶度高,纤维素结构规整,具有致密的晶体结构,大量的羟基被封闭,使得反应试剂难以与纤维素反应,限制了纤维素的应用。
因此研究者们一直不断地探索和研究纤维素溶剂,也出现诸多溶剂或溶解体系,纤维素溶解后可以再生,再生纤维素具有低结晶度,可及度高等特点,易于进行各种化学反应和改性,制备高性能和功能性纤维素材料,从而扩大了纤维素的应用范围。
因此,研究纤维素有效的溶剂体系,增加纤维素的可塑性与可及性,是十分必要的[1]。
综观国内外研究现状,溶解纤维素的方式可以分为两种:一种是溶剂体系与纤维素发生化学反应,生成了容易溶解的纤维素衍生物;另一种就是直接溶解,即溶剂不与纤维素发生反应,没有生成其他物质而直接将纤维素溶解[2]。
纤维素在[BmimCl]离子液体及其溶液中的溶解
![纤维素在[BmimCl]离子液体及其溶液中的溶解](https://img.taocdn.com/s3/m/5892dac776a20029bd642d2d.png)
纤维素在[BmimCl]离子液体及其溶液中的溶解一、实验原理纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖，是植物细胞壁的主要成分，它是地球上最丰富的天然生物质资源，广泛存在于棉花、甘蔗、木材等大多数的植物中，同时也是一种重要的工业原料，可以用于造纸、塑料、建材及医药等方面。
由于其再生速度比化石燃料快，具有可再生、含硫量低、二氧化碳零净排放等特点，被誉为是替代化石能源、解决能源危机的一种可行方案。
但是常温下，由于纤维素分子内存在大量复杂的氢键，纤维素既不溶于水，又不溶于一般的有机溶剂，如酒精、乙醚、丙酮、苯等，它也不溶于稀碱溶液中。
这成为纤维素转化利用中的最大局限之一。
近年来发展了几类纤维素溶剂体系，存在溶解能力不强、不稳定、有一定毒性、不易回收、价格昂贵等缺点。
因此，新型纤维素溶剂的开发显得尤为重要。
离子液体(Ionic Liquids, ILs)是近几十年来在“绿色化学”的框架下发展起来的全新的介质和“软”功能材料，它是指在室温下或<100 °C 温度条件下呈现液态的、基本由阴阳离子所组成的盐，也称为低温熔融盐。
与传统的有机溶剂相比，离子液体具有许多卓越的性质：(1)液体状态温度范围宽，且具有良好的物理和化学稳定性；(2)蒸汽压极低，不易挥发；(3) 电化学稳定性高，电化学窗口较宽；(4)对大量的无机和有机物质都表现出良好的溶解能力，且具有溶剂和催化剂的双重功能，可作为许多化学反应溶剂或催化活性载体；(5)具有较强的极性可调性和结构可设计性等。
这使得离子液体在催化、合成、分离、电化学、纳米材料、分子自组装、CO2或SO2捕集、生物质转化利用等方面表现出优良的应用性能，因而离子液体被誉为可替代传统有机溶剂的新型绿色溶剂，成为世界各国学术界和化工界的一大研究热点。
而离子液体这些优异的理化特性使之有可能成为优良的纤维素溶剂。
本实验选取了一种经典的离子液体：1-丁基-3-甲基咪唑氯（BmimCl）为研究对象，探究其对微晶纤维素的溶解性能，同时考量并分析助溶剂水和DMSO的存在对溶解性能的影响。
纤维素在离子液体中溶解及反应性能的研究的开题报告
纤维素在离子液体中溶解及反应性能的研究的开题报告一、研究背景和意义纤维素是一种多糖物质，是植物细胞壁的主要成分之一。
纤维素的分子量大、极性强、稳定性高，一直以来都是一种难以溶解和加工的物质。
在传统的溶解方法中需要使用有机溶剂，但这种方法不仅受到环境保护的限制，同时也会导致产生大量有害废弃物。
因此，寻找一种更环保、更具可持续性的纤维素溶解方法是十分必要和紧迫的。
离子液体是一类具有特殊物理、化学性质的无机离子或有机阳离子与非卡宾型准束缚型阴离子或相应的有机阴离子形成的液体。
相较于传统溶剂，离子液体具有密度小、稳定性高、绿色环保等诸多优点，因此，近年来备受关注。
本研究旨在探究离子液体中纤维素的溶解和反应性能，为纤维素溶解提供新的途径和手段，为开发纤维素的利用提供技术支持。
二、研究内容和方法1.研究内容（1）探究不同种类离子液体对纤维素的溶解效果及溶解机理。
（2）研究离子液体中纤维素的反应性质及反应机理。
（3）建立离子液体中纤维素溶解和反应的模型，并对模型进行分析和验证。
2.研究方法（1）实验室实验：通过离子液体和纤维素的混合实验，探究纤维素在不同的离子液体中的溶解效果及溶解机理。
（2）反应动力学实验：通过离子液体中纤维素的反应，制备纤维素的各种化学产物，并通过反应动力学分析，探究离子液体中纤维素的反应性质及反应机理。
（3）理论分析：根据实验结果建立离子液体中纤维素溶解和反应的模型，利用计算机模拟等手段对模型进行分析和验证。
三、研究预期结果（1）离子液体对纤维素的溶解机理和溶解率进行探究，为纤维素溶解提供新的途径和手段。
（2）离子液体中纤维素的反应产物作用机理的探究，为纤维素的利用提供新思路和技术支持。
（3）建立相应的理论模型，对其进行分析和验证，为纤维素的溶解和反应研究提供参考和指导。
四、研究现状分析目前，国内外学者对离子液体中纤维素溶解和反应方面的研究已有不少的成果。
一些研究表明，离子液体可有效地溶解纤维素，通过对离子液体的结构与性质的控制，可调节离子液体对纤维素的溶解能力。
纤维素在氯化锂／二甲基乙酰胺溶剂体系中的溶解实验
乙酰胺 （ Ｌ ｉ Ｃ １ ／ Ｄ Ｍ Ａ Ｃ ） 溶 剂体 系 溶解 过 程 中 ，
溶剂体 系 的 Ｌ ｉ Ｃ １浓 度 、含 水 量 、溶 解 温 度 、 活 化温度 等 因素对 溶解 纤 维素 的影 响 。且 以 晶 内溶胀方 法 改变纤 维 素溶解 行 为 ，获得 了有 启
发 的实 验结 果 。
度 大 ，纤维素 溶解度 大。溶 剂体 系 中含 少量 水 ，有 利 于 纤维素 的溶 解 ，但含 过量 水 的溶 剂 则失去 溶解 能 力。适 当升 高溶 解 温度 ，可 以加 快 纤维 素溶 解 ， 但 温度 过 高纤 维 素 高度溶 胀
而不溶 解 。
关键 词 纤维素 溶 解
Ｌ ｉ Ｃ １ ／ Ｄ ＭＡ Ｃ溶 剂 预 活化
时 间 ，观察 实验 结果 。 ２ ． １ Ｌ ｉ Ｃ ｌ ／ Ｄ ＭＡＣ溶 剂 系 中 Ｌ ｉ Ｃ ！ 含 量 对 纤 维
素 溶解 过 程 的影响
１ 实 验试 剂 与 原 料
１ ． １ 试 剂
在 Ｌ ｉ Ｃ １ ／ Ｄ ＭＡ Ｃ溶 剂 中 溶 解 纤 维 素 ，Ｌ ｉ Ｃ １ 起 着非 常特 殊 的作 用 ：具有 碱性 的氯 离子 与纤
表 １ 溶剂体 系中 Ｌ ｉ Ｃ Ｉ 含量与 纤维 素溶解的关 系
表 ２ 溶剂体 系含水 量与纤维素溶解的关 系 试样 Ｈ ２ ０
（ ％）
１ ２．１
Ｌ ｉ Ｃ ｌ
（ ％）
１ ０
纤维素 溶解时间
状 态
Ｓ ２
（ ｈ ）
１ ０
Ｌ ｉ Ｃ Ｉ （ ％）
Ｌ ｉ Ｃ Ｉ ／ Ｄ Ｍ Ａ Ｃ溶 剂 体系 中 。
９
０
５
纤维素在新型绿色溶剂离子液体中的溶解及其应用
收稿:2008年10月,收修改稿:2008年11月 3国家自然科学基金项目(N o.30871994,30430550,30710103906)、教育部博士点基金新教师项目(N o.20070561040)和广东省自然科学基金项目(N o.8451064101000409)资助33C orresponding author e 2mail :ch fliu @纤维素在新型绿色溶剂离子液体中的溶解及其应用3刘传富33 张爱萍 李维英 孙润仓(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室 广州510640)摘 要 近年来,离子液体作为一种极具应用前景的绿色溶剂受到越来越多的关注。
纤维素是自然界中含量最丰富的可再生资源,必将成为未来最重要的工业原料之一。
离子液体在纤维素化学领域的应用遵循了绿色化学中开发环境友好溶剂和利用生物可再生资源为原料这两个基本原则,大大拓展了纤维素的工业应用前景,为纤维素资源的绿色应用提供了一个崭新的平台。
本文对纤维素在离子液体中溶解的研究进展及其在制备再生纤维素材料、纤维素衍生物及生物乙醇等方面的应用进行了综述。
纤维素大分子的降解机理及其控制途径、纤维素晶态结构变化规律及其调控途径、纤维素与固体反应试剂的均相衍生化体系的建立及提高衍生化效率的途径等基础问题仍需进一步深入研究。
关键词 纤维素 离子液体 溶解 再生纤维素材料 纤维素衍生物 生物乙醇中图分类号:O64514;T Q352179 文献标识码:A 文章编号:10052281X (2009)0921800207Dissolution of Cellulose in N ovel G reen Solvent IonicLiquids and Its ApplicationLiu Chuanf u33 Zhang Aiping Li Weiying Sun Runcang(State K ey Laboratory of Pulp and Paper Engineering ,S outh China University of T echnology ,G uangzhou 510640,China )Abstract I onic liquids as a class of promising s olvents have attracted much attention in recent years.Cellulose is the m ost abundant bio 2renewable res ource in the w orld and w ould be the m ost promising feedstock for industry in the future.Diss olution of cellulose in ionic liquids combines tw o major green chemistry principles ,using environmentally preferable s olvents and bio 2renewable feedstocks ,and has opened a novel platform for the green utilization of cellulose materials.The progress in diss olution of cellulose with ionic liquids and its application for the preparation of regenerated cellulose com posites ,cellulose derivatives ,and bio 2ethanol are reviewed.M ore scrutinized studies on the fundamentals ,such as the mechanism of diss olution and degradation of cellulose macrom olecules ,trans formation of cellulose crystalline structure ,and the hom ogeneous chemical m odification of cellulose with s olid reagents ,have to be further investigated to develop new bio 2polymers and prosper the industry.K ey w ords cellulose ;ionic liquids ;diss olution ;regenerated cellulose com posites ;cellulose derivatives ;bio 2ethanolContents1 Introduction2 Diss olution of cellulose in ionic liquids3 Preparation of regenerated cellulose com posites inionic liquids第21卷第9期2009年9月化 学 进 展PROG RESS I N CHE MISTRYV ol.21N o.9 Sep.,20094 Preparation of cellulose derivatives in ionic liquids5 Application of ionic liquids in the preparation of bio2 ethanol from cellulosic res ources6 Prospects1 概述在我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》中指出[1],农林生物质综合开发利用是今后国家重点发展领域———农业中的优先发展主题。
纤维素溶剂研究现状及应用前景
收稿日期:2004207219(修改稿) 本项目为广东省科技计划项目(2003C103016)、华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室研究基金(0210)和陕西省教育厅省级重点实验室2001年重点科研资助项目。
作者简介:吴翠玲,女,讲师,硕士研究生;研究方向:纤维素资源化学和低污染制浆漂白技术。
E 2mail :wcuil @纤维素溶剂研究现状及应用前景吴翠玲1,2 李新平1 秦胜利3(11陕西科技大学,陕西咸阳,712081;21兰州理工大学,甘肃兰州,730050;31广东轻工职业技术学院,广州,510300)摘 要:对传统纤维素溶剂和目前研究开发的几种新溶剂体系的溶解机理和特点作了综述。
特别对纤维素溶剂N 2甲基吗啉2N 2氧化物(NM 2M O )的溶剂特点、溶解机理和溶解工艺等作了重点介绍。
关键词:纤维素;溶剂;N 2甲基吗啉2N 2氧化物(NM M O )中图分类号:T Q35文献标识码:A文章编号:100026842(2004)022******* 纤维素是地球上最为丰富的天然高分子资源,是可再生的有机资源。
在植物界中纤维素的总量约达26×1011t 。
据估计,全世界每年在植物界新生成的纤维素量约为1000亿t ,但目前每年仅有200万t 纤维素用于再生纤维素纤维的生产,占纤维素年生成量的01002%。
纤维素材料本身无毒,抗水性强,可以粉状、片状、膜以及长短丝等不同形式出现,使得纤维素作为基质材料的潜在使用范围非常广泛。
特别是近年来,随着各国对环境污染问题的日益关注和重视,具有生物可降解性、环境协调性的纤维素材料成为世界各国竞相开发的热点。
从化学结构上看,纤维素是由D 2吡喃式葡萄糖基(即脱水葡萄糖)通过β21,4糖苷键相互连接起来的线型高聚物,纤维素大分子中的每个葡萄糖基环均具有3个醇羟基,使纤维素分子间以及分子内具有极强的氢键作用。
这使得纤维素一方面具有结晶度高、物化性能稳定、玻璃化转变温度较高的特性;另一方面,极强的氢键也使纤维素不溶于通常的溶剂,进而难以被直接利用。
纤维素的溶解和功能修改的研究进展离子液体
纖維素的溶解和功能修改的研究進展離子液體Li Feng, Zhong-lan ChenJournal of Molecular Liquids 142 (2008) 1–5班級:化材四乙姓名:曹伯瑋學號:497400931．簡介近幾十年來，開發和利用自然聚合物已吸引了越來越多，因為消費和不可再生資源的過度開採。
纖維素這包含的β-（1→4）相連的葡萄糖的重複單元是全球最大的的可再生的生物資源[1-3]，它已廣泛應用於如纖維，紙張，聚合物，紡織和食品等工業領域行業[4-6]。
然而，天然纖維素高的晶體，強間和分子內氫鍵造成的羥基團體和不溶於水和一般有機溶劑，這些屬性會影響他們的開發和利用。
因此，研究和發展新的綠色溶劑體系纖維，特別是其中的纖維素衍生物均相反應可以發生在纖維素溶劑，成為一個熱點[5-8]。
由於其生物降解性[9]和低毒性[10,11]，離子液體被認為是對環境友好的潛在替代品綠色溶劑在可持續發展過程中中[12]。
此外，相比揮發性有機溶劑，離子液體優化複合型的特點：一個更廣泛的選擇陰離子和陽離子組合[13]，較低的疏水性[14,15]，降低粘度[16,17]，電化學穩定性增強[18]和熱穩定性[19]，具有較高的反應率whichmay導致更大的金額輸出[20]和非易燃性財產因此，離子液體已受聘增加[21]工業的利益。
在各個領域的應用，包括化學反應[22,23]，電化學[24-27]，無機納米材料[28-31]，隔離分析[32-35]，食品等行業[36]，已吸引更廣泛的關注。
2002年，羅傑斯等人。
[37]發現，纖維素可溶於離子液體 1 - 丁基-3 - 甲基咪唑氯（[C4mim] C1），其中為一類的纖維素發展開闢了一條新途徑溶劑體系。
近年來，離子液體已開始應用於纖維素材料加工，纖維素溶解的研究同質化衍生和改性纖維素材料，如紙，纖維在報章刊登及其他期刊，但數量是比較少見的。
本文回顧了在離子液體中纖維素的溶解和功能修改為了促進離子液體的研究和應用纖維素材料。
溶解纤维素的溶剂体系研究进展
溶解 纤 维 素 的溶 剂 体 系研 究进 展
王 海云 ，朱永年 储 富祥ｈ ， 智慧 ， 蔡
（． １ 中国林业科 学研 究院 林产化学工业研究所 ； 国家林业局 林产化 学工程重点 开放性 实验 室 ，江苏 南京 ２ ０４ ； １０ ２ ２ 南京林业 大学 化 学工程学院 ，江 苏 南京 ２ ０ ３ ） ． １０ ７
（ ．Ｉｓ ｔ ｅｏ ｈｍｉ ｌｎ ｕｔ ｆ ｏｅｔ ｒｄ ｃ ，Ｃ Ｆ Ｋ ｙａｄＯ ｅ ａ ．ｏ ｏｅｔ ｈｍ ｃ ｎｉｅｒ ｇ Ｓ Ａ， １ ｎｔｕ ｆ ｅ ｃ ｄｓ ｙｏ ｒｓ Ｐｏ ｕｔ Ａ ； ｅ ｎ ｐｎＬｂ ｎＦ ｒｓ Ｃ ｅ ｉａ Ｅ ｇ ｅ ｎ ， Ｆ ｉｔ Ｃ ａＩ ｒ Ｆ ｓ ｌ ｎ ｉ Ｎ ｎｉ １０ ２ Ｃ ｉａ ２ ｏｅｅｏ ｈ ｍｃｌ ｎｉｅｒ ｇＮ ｎｉｇＦ ｒ ｔ ｎｖｒｔ，Ｎ ｎｉｇ １０ ７ ｈｎ ） ａｊ ｇ２ ０４ ， ｈ ； ．Ｃ ｌｇ ｆ ｅ ｉ ｇｎｅ ｎ ， ａｊ ｏｅ ｒ Ｕ ｉｅｓｙ ａｊ ０ ３ ，Ｃ ｉａ ｎ ｎ ｌ Ｃ ａＥ ｉ ｎ ｓ ｙ ｉ ｎ２
人 类社 会 持续 发展 对材 料 的环境 友好 性 和可
及度低 ， 般有 机 和无机 溶剂 难 以溶解 纤维 素 ， 一 阻 止 了纤 维 素 作 为最 丰 富 的天 然 产 物 的 开 发 和 利 用 。从确 认纤 维 素 分 子 结 构 以来 ， 究 人 员 一 直 研 努力 寻 找和 开发 适 合 的 能 使其 溶 解 的溶 剂 体 系 ， 特别 是 近年 来 ， 该 方 面 取得 较 大 的进 展 。一 般 在 溶解 纤 维素 的溶 剂可 分为 有机 溶剂 体 系和水溶 剂
纤维素_licl_dmac溶液体系的研究与应用
纤维素/LiCl/DMAc溶液体系的研究与应用李 状1,2,石锦志1,2,廖 兵1,庞 浩13(11中国科学院广州化学研究所,中国科学院纤维素化学重点实验室,广东 510650;21中国科学院研究生院,北京 100049) 摘要:纤维素由于存在大量分子内和分子间氢键导致的结晶性原纤结构而难溶于一般的溶剂,氯化锂/N,N2二甲基乙酰胺(LiCl/DMAc)体系由于能够在纤维素不发生降解的情况下将其完全溶解,且溶液具有良好的热稳定性和时间稳定性,从而成为近年来纤维素研究的热点。
本文主要从纤维素的溶解过程、纤维素在溶液中的状态及其分子量分布和纤维素新材料的制备三个方面综述了LiCl/DMAc体系作为纤维素良溶剂的研究进展,并在此基础上提出了LiCl/DMAc体系目前所面临的问题及发展前景。
关键词:纤维素;LiCl/DMAc体系;溶解;新材料纤维素是大量β2D2吡喃葡萄糖酐经β21,42糖苷键连接而成的直链多糖,存在于植物细胞壁,部分海洋生物外膜以及一些细菌体内[1]。
相比于淀粉、壳聚糖等天然多糖,纤维素在自然界的储量最为丰富,年产量约为115×1012t[2]。
由于其分子的多羟基结构,纤维素分子内和分子间形成有大量的氢键,氢键诱导产生结晶性原纤结构,这种超分子结构使得纤维素不溶于水,并难以被一般的有机溶剂溶解[1,3,4]。
这在很大程度上限制了纤维素的研究与应用。
随着人们对环境保护的日益重视,纤维素作为可生物降解的天然产物近二十年来再次成为研究的热点。
纤维素非水溶剂体系可以制得纤维素均相溶液,这使得纤维素表征更为简便,衍生化反应效率更高,无论在研究还是应用中都具有操作便利的优势,因此成为一个持续发展的领域[3～8]。
目前,纤维素非水溶剂体系的研究主要集中在离子液体、N2甲基氧化吗啉(NMMO)和氯化锂/N,N2二甲基乙酰胺(LiCl/ DMAc)体系三个方面。
相比于前两者,LiCl/DMAc体系具有可溶解大分子量(M w>106)纤维素,纤维素在溶液中不发生降解,溶液粘度室温下随时间变化小和溶剂易回收的特点[3]。
纤维素接枝共聚物的制备及溶解性能研究
题上同样面临很严重的挑战。我国是一个农业大国，粮食的生 接枝共聚物材料。
产过程中会产生大量的纤维素，但是对于纤维素的应用却非常 少。纤维素作为广泛存在的高分子材料，具有很多优异的特 点［１ － ２］，被誉为可以取代石油的再生能源。因为纤维素有着如 此重要的地位，所以对它的一些科学研究显得格外重要。
纤维素大分子的分子间和分子内都存在氢键结构［３ － ５］，这 些氢键在固态下形成原纤结构，原纤结构通过多层次盘绕的方 式形成纤维素，形成的纤维素具有结晶性［３ － ５］。纤维素聚集态 是由结晶相和非结晶相互交错组成的，大分子链排列规整取向 度高的区域组成晶区，非规整的区域组成无定形区。无定形区 的氢键是无定型状态的，结晶区的氢键有一定取向，形成了致 密晶体结构，正是致密晶体结构的存在在一定程度上影响了化 学试剂与纤维素表面活性基团的反应［６ － ７］，从而影响纤维素羟 基酯醚化反应［８］、氧化［９］和接枝共聚［１０］的速度和均匀度［１１］。
： ， ， Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｉｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ａｂｕｎｄａｎｔ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ｏｎ ｅａｒｔｈ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｉｃｈ ｓｏｕｒｃｅｓ ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ ａｎｄ ， ， ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｌｙ ｆｒｉｅｎｄｌｙ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ． Ｈｏｗｅｖｅｒ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ ｏｆ ｉｎｔｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｂｏｎｄｓ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ
ｉｓ ｉｎｓｏｌｕｂｌｅ ｉｎ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｃｏｍｍｏｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｓｏｌｖｅｎｔｓ． Ｔｈｅ ｐｏｏｒ ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ ｌｉｍｉｔｓ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｉｎ ｍａｎｙ ｆｉｅｌｄｓ． ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ
纤维素溶解的研究现状_师少飞
第15卷第3期2007年9月纤维素科学与技术Journal of Cellulose Science and TechnologyV ol.15 No.3Sept. 2007文章编号：1004-8405(2007)03-0074-05纤维素溶解的研究现状师少飞，王兆梅，郭祀远（华南理工大学轻工与食品学院，广东广州510640）摘要：主要介绍了目前国内外纤维素的溶解方法，包括离子液溶解法、N-甲基吗啉-N-氧化物溶解法、氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺溶解法和氢氧化钠/尿素水溶液溶解法。
关键词：离子液；纤维素；溶解中图分类号：O645.4 文献标识码：A纤维素是自然界中最为丰富的可再生资源，人类已有长期的应用历史和应用技术，其加工产物在纤维、造纸、膜、涂料、聚合物等方面有广泛的应用。
在各种资源日益短缺的今天，世界各国对环境污染日益关注和重视，充分利用丰富的纤维素资源发展纤维素工业具有深远的意义。
纤维素由多分散的线状葡萄糖高分子链所构成，链间有氢键构成的超分子结构，具有在大多数溶剂中不溶解的特点，因此，开发有效的直接溶解纤维素的溶剂体系是解决难题的关键。
直接溶解纤维素可以最大限度地保留天然纤维素的特性[1,2]。
研究人员一直努力寻找和开发适合的能使其溶解的溶剂体系。
本文对部分纤维素溶解体系及溶解机理作一简介。
1 离子液溶解体系离子液最早出现于上个世纪的80年代，由于其没有蒸汽压，具有热稳定性和可调节性，并可以通过适当地调整阳离子和阴离子来改变其极性、疏水性和溶解混合性，人们对离子液产生了越来越浓厚的兴趣，开展了对其各种功效的广泛研究[3]。
离子液与纤维素的溶解则最早开始于2002年美国Swatloski R P等人[4]的研究，随后，越来越多的人开始着手这方面的探讨。
以下介绍纤维素在几种离子液中最新的研究情况。
1.1 1-丁基-3-甲基咪唑氯化物（[BMIM]Cl）[BMIM]Cl是最早进行研究的溶解纤维素的离子液。
纤维素在氢氧化锂尿素溶剂体系的溶解机理及相关功能材料的制备与性能研究
纤维素在氢氧化锂/尿素溶剂体系的溶解机理及相关功能材料的制备与性能研究纤维素是用途很广泛的天然可再生原料之一。
LiOH尿素/水体系是一种非常高效绿色的纤维素溶剂体系,但是对于其优异的溶解能力以及Li+在溶解过程中所起到的具体作用并没有得到充分的研究。
本文研究了Li+在纤维素溶解于LiOH/尿素/水体系中的作用以及在溶液体系中组分之间的相互关系。
利用一系列的NMR方法研究了不同纤维素材料的运动性和微观相尺寸。
基于碱脲溶剂体系,制备了具有高效吸附性能的纤维素/PEI复合水凝胶以及荧光碳点材料,并对它们的结构和性能做了研究。
本文所取得的结果主要如下几点：(1)LiOH尿素溶液体系是一种非常高效的纤维素溶解体系,但其溶解纤维素的机理,特别是Li+在溶解过程中所起到的具体作用并没有得到充分研究。
通过结合快速冷冻干燥技术和固体NMR方法研究了Li+在纤维素溶解中的作用以及组分之间的相互作用。
在LiOH/尿素/纤维素体系中,多达四种Li+存在形式被观测到。
结合一维的6LiNMR和二维1H-X(13C,6Li)相关实验对每种6Li信号做了归属。
结果表明,Li+和纤维素之间有着强烈的络合作用,而一部分Li+通过OH-和尿素有着相互作用,并处于纤维素-Li+的外围。
同时在任何情况下,体系中一直会存在着游离的Li+和Li+-OH-,体系中可能存在着“交换平衡”。
根据这些所得到的分析结果,建立了一个分子层面的作用模型。
(2)利用一系列固体NMR方法研究了不同纤维素材料的结晶度、分子链段的运动性和微观相尺寸等方面的差异。
结果表明纤维素原料在经过诸如水解、交联、再生的过程之后,纤维素链段的排列发生了变化,并导致了最终结晶度、聚集态结构、链段运动性的差异。
整体而言,纤维素微晶表现出最高的结晶度以及最差的链段运动性,而纤维素水凝胶表现出最低的结晶度和最快的链段运动性,纤维素再生膜处于两者之间。
通过偶极滤波-自旋扩散实验计算得到材料的相尺寸大小,比较这几种材料,发现纤维素原料和纤维素微晶的相尺寸相对最大,而纤维素水凝胶最小,这个和材料的结晶度和运动性结果较为一致。
NMMO_DMSO溶剂体系对纤维素溶解作用的研究
NMMO_DMSO溶剂体系对纤维素溶解作用的研究纤维素科学与技术一溶剂体系对纤维素溶解作用的研究肖长发天津纺织工学院文,天津一摘借助射线衍射和核磁共振技术研究了纤维素在,甲基氧化,吗琳二甲基亚矾溶剂体系中的溶解机理虽然浸入高度溶胀的纤维素分子之间与纤维,,。
可以溶胀纤维素并使少量部分取向性差或不完整的微晶体溶化但不能溶解纤维素素发生其中一种形式的相互作用加速了纤维素的非晶化和化作用关键词,的溶剂最终使体系成为均匀的溶液纤维素,一甲基氧化吗琳,二甲基亚矾,溶解机理,箭门切音口,。
粘胶纤维的生产已有百余年历史作为化学纤维的重要品种一直得到持续稳定均发展然而一,传统的生产工艺复杂,并伴随产生很多有害物质所以纤维素新型溶剂特别是非水溶剂,体系的研究与开发历来为人们所重视〔射线衍射方法对纤维素在。
’‘一〕。
本文利用化学的和物理的即核磁共振和一甲基氧化吗琳二甲基亚枫溶剂体系中的溶解机理进行了分析和讨论实验部分以日本富士纺绩株式会社产粘胶纤维为原料。
为了便于配制用于液用,的盐酸于。
℃水解处理枯胶纤维,小时制成纤维素,皿将纤维素胶束溶解在碱性锡一乙二胺络合物中按,一一试验的纤维素溶胶束〔〕方程测出粘。
均聚合度约为了研究溶剂化作用对纤维素结晶结构的影响胀小时后,将天然纤维芒麻于型一℃在,中榕在同样温度除去部分,。
并加入适量公司制品,下反应一定时间然后嵌入薄膜之间在常温下用理学一一射线衍射仪进行一射线衍射试验将试样溶解在进行核磁共振试验收稿日期,,。
溶剂中调制成和,溶液用。
,一型仪观察频率分别为日基准试样为四甲基硅年月溶剂体系对纤维素溶解作用的研究。
一结果与讨论反应时间不同的试样进行了射线衍射试验结果表明随反应对芋麻及其与时间延长试样射线衍射图上的衍射点有趋于变锐的倾向但各衍射的面间距没有明显变,。
,一,这种结果意味着化图及表或不完整的纤维素微晶体而在,。
难于进入芋麻胶束中而只能溶化部分取向性差与纤维素分子之间没有发生化学作用或者结晶溶化,,一再结晶过程。
纤维素溶解的现状研究
五．电化学稳定性高，具有较高的电导率和较宽的电化学窗口， 可用作电化学反应介质和电池溶液；
六．具有可设计性，离子液体性质可以通过调节阴阳离子的种 类进行组合，被称之为“绿色可设计溶剂”，理论上可根 据需要，设计出满足不同体系需求种类的离子液体；
七离子液体被公认为是继超临界流体 和双水相之后的第三种绿色溶剂。
导致纤维素在离子 液体中的溶解。纤 维素的离子液体溶 液具有相当的稳定 性。张军等人发现， 纤维素在 [AMIM]CI中溶解 完全后，得到透明 的、琥珀
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离子液体的研究总体上还处于初期阶段，在应
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按阴离子分为，金属类(如AlCl4-、CuCI2-等)和非金属类(如 N02-、PO4-等)；
按照Lewis酸性可分为，可调酸性的离子液体(如 AlCl3型)和中性的离子液体(如BF4-、PF6-等)；
还可从水溶性角度将其分为亲水型离子液体与憎 水型离子液体。
3.4 离子液体的合成
纤维素的溶解研究进展
纤维素的溶解研究进展徐田军;冯玉红;庞素娟【摘要】纤维素(Cellulose)作为可持续发展的可再生生物资源受到高度重视.但因其高聚合度和高结晶性而导致了难以溶解,难以加工.新的溶剂体系的开发,特别是近年来发展的新型离子液体溶剂,使纤维素的溶解问题得以缓解.笔者对比分析了用于纤维素溶解的各种溶剂体系的研究现状、溶解机理及其优缺点,并特别介绍了离子溶剂体系的特点及其溶解机理,以及作为新兴的环保型溶剂的潜在前景,旨在为纤维素的改性、修饰及开发更多功能纤维素新材料提供参考.【期刊名称】《热带生物学报》【年(卷),期】2010(001)002【总页数】6页(P187-192)【关键词】纤维素;有机溶剂;水溶剂;酸溶剂;离子液体【作者】徐田军;冯玉红;庞素娟【作者单位】海南大学,材料与化工学院,海南优势资源化工材料应用技术教育部重点实验室,海南,海口,570228;海南大学,材料与化工学院,海南优势资源化工材料应用技术教育部重点实验室,海南,海口,570228;海南大学,材料与化工学院,海南优势资源化工材料应用技术教育部重点实验室,海南,海口,570228【正文语种】中文【中图分类】O636.1+1纤维素(Cellulose)是自然界中广泛存在的可再生资源。
随着各国对环境污染问题的日益重视，纤维素这种可持续发展的可再生资源的开发和应用愈来愈受到关注。
目前，纤维素资源与纺织、轻工、化工、国防、石油、医药、生物技术、环境保护和能源等部门息息相关，被广泛应用于造纸、纤维膜、聚合物和涂料等纤维素材料的生产，但如何高效地分离出纤维素;研究制备纤维素基材料、再生纤维素以及纤维素晶体的物理化学结构，从而获得特殊性能的功能产品;研究开拓纤维素在新技术、新材料和新能源中的应用等等，成为国内外科学家竞相开展的研究课题［1］。
然而，纤维素的溶解一直是这个领域的难点。
纤维素材料的加工成型及应用都离不开溶解。
而在不同的溶剂中，纤维素溶解后的特性也表现出差异，例如液晶性质，Panar［2］，Werbowyj［3］，Gray［4］和 Gilbert［5］等做了不同溶剂中的纤维素液晶体系的研究。
纤维素溶解体系的研究进展
纤 维 素 科 学 与 技 术
J u na fCe ll e S in e a d Te h lg o r lo luos ce c n c noo y
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,0 .1 No. ,1 7 2
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文章编号:1 0·4 52 0 )20 6 —7 48 0 (090 -0 90 0
分开而 溶解 p. J
21 多聚甲醛/ 甲基亚砜 ( FD O) .1 . 二 P / MS 体系
士士
图 l 纤维素在 P / O体系中的溶解反应式 FDMS
多聚 甲醛/ 甲基亚砜 ( F MS _ 7 2 P/ D O)是纤维素的一种优 良无降解的溶剂体系,其溶解机 理为 P F受热分解产生的甲醛与纤维素的羟基反应生成羟 甲基纤维素 , 甲基纤维素能溶解 羟
纤维素溶解体系 的研 究进展
李 琳 , 赵 帅1 , 胡红旗 2 , 木
( . 岛科技大学 橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东 青岛 2 6 4 ; 1青 60 2
2 .中国科学院广 州化学研究所 纤维素化学重点实验室,广东 广州 5 0 5 ) 1 6 0
摘
要 :综述了纤维素无机溶剂及有机溶剂的研 究进展 ,分析 比较了各溶剂体系的
衍生 化溶 剂 ( S/ O / , Od 甲基 甲酰胺 ,多聚 甲醛/ . C2 Na H 水 N2 : z 甲亚砜 等 ) ,而在 溶解 过程 中
没有形成衍生物 的称为非衍生化溶剂 ( 胺氧化物体系, l w-甲基乙酰胺, fo 液氨/H S N, N C
离子液体,过渡金属络合物水溶液, 碱水溶液体系等 ) 本文概述了纤维素溶剂的研究进展. .
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ＣＩ）中．文中研究了奸雏索在Ｌｉｃｌ／极性溶刺体系中的溶解机理厦各种溶辫祷拌对溶并性能的彰响． 美镰词；纤维素；活化；溶解性能
中嬲箭粪号：ＴＳｌ０２．５１１
文献标识码：Ａ
文章编号：１０００—１５５７（２０００）０２．０００１—０３
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｄｉｓｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｉｎ ＬｉＣｌ／ｐｏｌａｒ ｓｏｌｖｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ
２结果与讨论
２．１ 活化方法对溶解性能的影响 纤维素的结构复杂，很难用溶剂直接溶解，在溶解
前必须活化．活化消弱了分子间的作用力，破坏了纤维 素的傲细结构，使纤维素易于溶解在ＬｉＣＩ／极性溶剂 体系中，采用以上４种活化方法在相同的条件下溶解 纤维素得到的结果如表１．活化方法前３种都可使至 少２％的纤维素溶解在６％～１０％ＬｉＣｌ的ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ 溶剂中．第４种活化方法可使纤维素溶胀，部分溶解． 因为在ＮａＯＨ溶液中溶胀而引起的纤维素晶格胀大 比在液氨及在ＤＭＡｃ溶剂中的小，所以ＬｉＣＩ／ＤＭＡｃ 溶剂不能进入足够深的纤维素微孔结构．另外，在 ＮａＯＨ溶液中溶胀而引起的纤维素非晶化作用比在液 氨中的低，
３结论
（Ｉ）纾缝豢舞簧经澄铯建理，才麓漆辩在ＬｉＣＩ／ ＤＭＡｃ溶剂中，液瓴滔纯躺效果最好＋ＤＭＡｃ滔纯簸 理中加Ａ占纤维繁鲞量０．０２％的ＣｏＣｌ２或｝＜ＭｎＯ。 时，能简化溶解工蜉，
丧ＩＡＣｌ／ＤＭＡｃ溶剂体篆申，ＬｉＣｌ分子对于溶织 纤维豢逛磬嚣嚣熏要懿舞磺－蕊骞簸瞧鹩Ｃｉ一与野缝 素分子申羟基上豹氢结合，形成馥键，鞫时破坏纤维豢 晶格中鞭来的氲键网络，有荦ｊ于（ＤＭＡｃＬｉ）＋离子对野 雏索分子起溶剂化作用，使纤维蘩分子链分离而溶解． 有足够ＤＭＡｃ分子作用于非晶区及鼎区的纤维素分 子才能使整个纤维素分子链受到ＤＭＡｃ溶剂化作用 丽溶瓣，膀潋要先将ＤＭＡｃ溶瓣在Ｌｉｅｌ孛再将终缝 素浆柏黧入＋魏袋ＤＭＡｃ魏装粕秘霹娜Ａ，捌ＬｉＣｌ与 ＤＭＡｃ络台的分子减小，溶解效率盏．突验麦瞬，ＬｉＣｉ 浓度小时，纤维索原料产生有鞭溶强；增加ＬｉＣｌ浓发， 纤维索溶胀增大，直至完全溶解，如袭３所示．
蕈】９卷第２鲻
程搏端：群维襄在ＬｉＣＩ／擞性辫糕体装孛藩解毪能瓣辑究
…３一
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＿＿２±≈＿一＿＝＝；；＝＝＝＝＝＝＝＝２１∞ｏ≈＝＝＝＝＝∞≈：＝；；；＝＝＝＝＝＝＝！＝《∞＝≮Ⅻ∞≈∞＃≮＝＝＃＝∞＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ｏ＝＝＝＝＝＝＃＿＃￥＝；＝＝＝＝＝＝！＝±∞№ｄ＆ｍ＃＝《＝—＃∞∞％＝＝＝
素中，’目时将液氨缓慢蒸发１ ｈ，再将氨气小心排除． （））将浆粕加入ＤＭＡｃ中，在１６０。Ｃ油浴中加热
３０ ｎｌｉｎ括化纤维素，浆粕经压榨、低温烘干待用． （，）将浆粕加人ＤＭＡｃ中，在ＤＭＡｃ中加入少量
ＣｏＣｌ：或ＫＭｎＯ。，在１６０ Ｃ油浴中加热３０ｒａｉｎ活化纤 维素，活化后压缩，不需烘干，补加ＤＭＡｃ和ＬｉＣｌ即 能溶毹．
溶解嚣毒在较离温度下，藩翊俸豢中（ＤＭＡｃＬｉ）～离 子自好缝豢瓣科申渗透能力增加，鞠酣，纤维素微孔结 掏破坏也鞍抉，脊荆丁纤维素溶解．纤维索的浓度越 高．聚合鹰越大．所需的加热温度趟高，时问越长，但实 验过程中 万出方现数ｒ据一个非常有趣的现象：在较高的温度
下．纤维素只溶熙不游粥．只有加热一定时翊艋，放置 张鲞温环境冷却骑才藩赋为透蹰的圩维蒙溶液．掰只 加热不冷却时纤维豢不溶解．试验数据如袭４．
第１９卷笫２期 ＪｏＵＲＮＡＬ ｏＦ瓤删Ｉ天Ｎ ｌＮ津ＳＴＩＴ纺ＵＴ品Ｆ｛Ｅ未Ｌ曼ｓｃ耋Ｎ鉴㈣雠ｃ溶解性能的研究。
程瞎闻
（天津统筑工学藏像学二￡程系，天津３００１６０）
摘要：采用４种不ｊ司的处理疗潦活化纤雏素，使它能徽好地溶解在ＬＩａ，韫性海舟】（ＬｉＣｌ／ＤＭＡｅ、ＬｉＣＩ／ＤＭＳＯ、Ｌｉ．
１ 实验部分
１，１原料与试剂 棉浆粕ｉ：河南陕县山门陕化纤厂产，甲塞Ｆ宙量
§５％，含水率７％～８％，聚舍度为４８０～５００． 榛装糖ｌ：氆摩省蹇密诧纾厂产，串野禽嚣§｛％，
·技疆日期：１９９９—１１一０８作者简介ｉ程博闻（１９６３一）．男，湖ｊＬ黄梅县人，副教授
万方数据
基金骥瞄．玉津市二十一世纪青年辩学熬盎项目（９５３７０６１１１）
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ｝ａｃｔｉｖａｔｅ；ｄｉｓｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ
纤雄索纤维以天然纤维素为蒸本原料，具有一茉 列优于合成纤维的性能，比如，有较好的透气性、染色 性及穿着舒濑性，纤维素纤维具有蔫限的原料基础，纤 维紊的储藏爨很大，并且有巨大的恢复量．在石油资潦 目益减少的今天。充分利用丰富的野维寨资源发展野 缝素野维王建翼有潦远戆意芟。王照主生产鳄维素终 维的方法太多叛粘腔法为主．熊法擞然历史悠久、工艺 成熟，但工艺路线复杂，生产费朋黼，特别是环境污染 严重，近年来处于停滞状态．因此，改革传统的粘胶工 艺，开发潜剂法制造纤维素纤维新技术是国内外纤维 素研究工作者研究的重要课题．
ＣＨＥＮＧ ８０—ｗｅｎ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｉａｎｊｉｎ Ｉｏｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１６０）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｉｓ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｂｙ ｆｏｕｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｓｃｈｅｍｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｉｓ ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ ｉｎ ＬｉＣｌ／ｐｏｌａｒ ｓｏｌｖｅｎｔ（Ｌｉ． ＣＩ／ＤＭＡｃ，ＬｉＣＩ／ＤＭＳＯｔＬｉＣＩ／ＤＭＦ）ｔｈｏｒｏｕｇｈｌｙ．Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｃｅｌｌｕ— ｌｏｓｅ ｉｎ ＬｉＣｌ／ｐｄａｒ ｓｏｌｖｅｎｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｄｌｆｆｅｒｅｎｔ ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｉｌ ｔｈｅ ｄｉｓｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ，
表４溶解温魔及时阃对溶解性能的影喻
溶解温度，ｅ
潞癣对匐强 室蔼保存时阐／ｈ
溶解技态
∽
２ ＞１２ 苇溶解
＃０
２ ＞ｉ２ 游解
１００ ２
＞１２ 警解
１００ ２ ６
车谤解
∞
４ ＞１２ 溶解
实验结果进一步证实了溶解机理中提出的ｉ眷躲过 程生成了中间络台物．因为，溶解温度升高。溶制体系 中备缀分的麓登增加，运动娆力增大，本利于形艘溶髌 避程孛匏串闼络念糖。豳鞭农较高温整下不耱暂簸溶 解钎维素．在室激下披麓一段时阐后，赫生域申嘲络台 橱，使纤维素立即成为透硝纤维素溶液．
袭３ ＬＩＣＩ浓度对溶解性能的辫嗨
ＬｉＣｌ／鞋 ＣｄｌＯＨ／必 ＬｉＣＩ葡萄黼笨（攀蕊眈） 溶辩姥卷
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墨一土ｉ溶 ｓ骓 薯一奠瓠滓 ４胀 丑一奠文藩 ８解 。一文拙潞 ４解 弛～缸鼠溶 ４解 ｉ一＆瓢溶 ４嵇
实验绪粜表明，ＣｅｌｌＯＨ浓度太时臻求ＬｉＣＩ浓度 大．在糕个溶梆体系中，ＬｉＣｌ分子对纤维索中葡萄糖 基的摩尔比大子３，５时，纤维索才能溶辩，这可能意味 着野缝囊努乎孛３个羟基都螫每Ｄ鹾Ａｃ势子终震慧 才麓溶解干ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ溶剂中。键跫，Ｌ｜ｃｉ在ＤＭＡｃ 中的溶解艘楚有限的，常温下鼹离这溯１１％，高潞甜 丈些；猩常潞下翳析出ＬｉＣｌ晶体＋所以选择ＬｉＣｌ浓度 对，应考虑纤维索溶解及溶解后的脱滟、纺链等工序时 体系的潞鹰． ２．５藩解瀑艘栩翼重闻对溶辩性能的影螭
纾壤豢葵毒鑫区彝非晶区共存瓣复杂结梅，这霞 野维素覆壤溶解于普遥的罄热中．ｓＯ年代末ｌａｙｍｅ等 人发现了有些酸碱或金属络合耪可以溶解纤维素，６０ 年代开始提出了ＰＦ／ＤＭＳＯ（聚甲瞧／－－甲基亚砜）体 系．该体系内于毒性大及溶剂再利用网难，很快被人们 所放弃．目前最有代表性的体系有ＮＭＭ０（Ｎ一甲基吗 啭氧化物）和Ｌｉｃｌ／极性溶荆（ＬｉＣｔ／ＤＭＡｃ、ＬｉＣｉ／ＤＭ— ＳＯ、ＬｉＣＩ／ＤＭＦ溶翅ｊ，其孛Ｎ醚Ｍ（）溶麴法生产鲜缝
索纤维在英国、美圜、奥地利已经实现了工娥化生产， ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ溶剂法嫩产纤维素纤维的研究在稼国也 有望实现工业化生产．谈溶剂体系与其它体系相比有 一定的优势：一是溶解性能和溶液稳定性好；２７．是溶剂 器回收；三是纺丝速魔辫提高；四是ＬｉＣＩ／擞憔渗剥可 敬丽爵藩殡纾缝素赣壤嚣鼹薅，共漫魏丝霹澍褥毛惑 强的ＰＡＮ／Ｃｅｉｉ。Ｈ（浆丙烯腈／纤维紊）共混纤维，因 此，在我国开展ＬｉＣｌ／极性溶剂法纺制纤缝索纤维的 研究是非常重要的谦题，它的成功将会给纤维索和粘 胶纤维工业带来重大的变革．本文主要研究纤维索在 ＬｉＣｌ／极性溶剂体系中的溶辩棍理及溶辑条件对溶解 性髓妁彭响．
表１活化方法对溶解性能的影响
２，２纤维素在ＬｉＣｉ／ＤＭＡｃ、ＬｉＣＩ／ＤＭＦ及ＬｉＣＩ／ＤＭ— ＳＯ中溶解性能的差异 将纤维素在ＬｉＣＩ／ＣｅｌｌＯＨ／极性溶剂一６／６／８８的
条件下溶解并经液氨活化处理．研究发现，纤维素在 ＬｉＣＩ／ＤＭＡｃ中能溶解，而在ＬｉＣｌ／ＤＭＦ及ＬｉＣＩ／ＤＭ— ＳＯ中只溶胀不溶解，只有在ＬｉＣｌ的含量大时才溶解． 这说明纤维素在ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ中的溶解性能明显大于 在ＬｉＣｌ／ＤＭＦ及ＬｉＣＩ／ＤＭＳＯ中的溶解性能．其原因 在于溶剂的溶解性能依赖于ＬｉＣＩ一酰氨及ＬｉＣｌ一亚砜形 成络合物的稳定性和它们与纤维索的亲和性．Ｈｅｉｚ Ｈｅｒｌｉｎｇｅｒ教授在研究时指出ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ的络合体系 要比ＬｉＣＩ／ＤＭＦ及ＬｉＣｌ／ＤＭＳＯ的络台体系稳定得 多．这种现象可以从ＬｉＣＩ与极性溶剂的配位键能得到 解释，故本研究主要以ＬｉＣＩ／ＤＭＡｃ溶剂体系为主． ２．３纤维素浓度及聚合度对溶解性能的影响
（４）使纤维素在ＮａＯＨ溶液中溶胀后，分别用水、 甲醇和ＤＭＡｃ洗涤，然后低温烘干． １．３纤维素的溶解
先将ＬｉＣＩ·Ｈ：Ｏ在真空烘箱中于６０ Ｃ时抽真空 烘干．准确称取一定量Ｌｉｃｌ在ＤＭＡｃ（ＤＭＦ、ＤＭＳＯ） 中完全溶解后，加入活化后的浆粕，在１００ Ｃ下加热搅 拌一定时间，至显凝胶状停止．在室温下放置即溶解成 透明的溶液．