2 纤维材料的改性方法
纤维素基材料的改性与性能优化
纤维素基材料的改性与性能优化纤维素是地球上最丰富的天然有机聚合物之一，广泛存在于植物细胞壁中。
由于其具有可再生、可生物降解、生物相容性好等优点，纤维素基材料在众多领域展现出了巨大的应用潜力。
然而，纤维素本身的一些特性限制了其直接应用，因此对纤维素基材料进行改性以优化其性能成为了研究的热点。
纤维素的结构特点决定了其化学性质相对稳定，在常见溶剂中的溶解性较差，这给其加工和应用带来了一定的困难。
同时，纤维素的机械性能、热稳定性等也有待提高，以满足不同领域的特殊需求。
对纤维素基材料的改性方法多种多样，化学改性是其中较为常见的一种。
通过酯化、醚化等反应，可以在纤维素分子链上引入不同的官能团，从而改变其物理和化学性质。
例如，纤维素的酯化反应可以使其具有更好的疏水性，拓宽其在防水领域的应用；醚化反应则可以增加纤维素在有机溶剂中的溶解性，便于进一步的加工处理。
物理改性也是优化纤维素基材料性能的有效手段。
比如，通过对纤维素进行微细化处理，制备成纳米纤维素，可以显著提高材料的比表面积和机械强度。
纳米纤维素具有高长径比和优异的力学性能，可用于增强复合材料的强度和韧性。
此外，将纤维素与其他材料进行共混也是一种物理改性方法。
通过选择合适的共混组分和比例，可以综合各组分的优点，获得性能更优的复合材料。
在纤维素基材料的改性过程中，接枝共聚也是一种重要的方法。
通过将具有特定功能的聚合物链段接枝到纤维素分子上，可以赋予纤维素新的性能。
例如，接枝具有抗静电性能的聚合物可以使纤维素基材料在电子领域得到应用；接枝具有抗菌性能的聚合物则可以使其在医疗卫生领域发挥作用。
除了单一的改性方法，多种改性方法的组合往往能够取得更好的效果。
例如，先对纤维素进行化学改性以改善其溶解性，然后再进行物理共混，制备出的复合材料性能可能会优于单独使用一种改性方法得到的材料。
改性后的纤维素基材料在性能上得到了显著优化。
在机械性能方面，经过增强处理后的纤维素基复合材料的强度和韧性大幅提高，能够满足结构材料的要求。
2-纤维材料的改性方法
接枝效率=
接枝在聚合物上的单体质量
×100%
接枝在聚合物上的单体质量+接枝单体均聚物质量
在链转移接枝中，影响接枝效率的因素：引发剂、聚合物 主链结构、单体种类、反应配比及反应条件等。
一般认为，过氧化物苯甲酰（BPO）的引发效率比偶氮二 异丁氰（AICH
OCCH3 O
2.活性基团引入法
原理：首先在聚合物的主干上导入易分解的活性基团，然后 在光、热作用下分解成自由基与单体进行接枝共聚。
H CC H2
Br
CC H2
hv
CC H2
BBB
CC H2
nB
叔碳上的氢很容易氧化，生成氢过氧化基团，进而分解为自由 基，由此可利用聚对异丙基苯乙烯支取甲基丙烯酸甲酯接枝物。
甲基丙烯酸甲酯接枝物
经接枝改性后，纤维的超分子结构受到某种程度的破坏．强度有所降 低，伸长率增加，手感变差，但通常对纤维制品的服用性能影响不大。
26
嵌段共聚改性
一.基本原理 定义：嵌段共聚物分子链具有线型结构，是由至少两种以上 不同单体聚合而成的长链段组成。嵌段共聚可以看成是接枝 共聚的特例，其接枝点位于聚合物主链的两端。 嵌段共聚物可分为三种链段序列基本结构形式：
侧连含有那些容易受辐射照激发产生自由基的结构，如：
3.功能基反应法
含有侧基功能基的聚合物，可加入端基聚合物与之反应形成 接枝共聚物
优点：接枝效率高，接枝的聚合度则由端基聚合物的聚合度决 定，所以这种接枝方法可用于高分子材料的分子设计和合成。
4.其它方法-大单体技术合成接枝共聚物
近40年的研究表明，人们可以合成设计的接枝共聚物，即 采用大分子单体与小分子单体共聚合成规整接枝共聚物，也 就是大单体合成接枝共聚物的技术，这使其不仅在化学领域 中应用广泛，在医学、工程材料等领域也有独特的应用。
纤维材料改性
纤维材料改性
纤维材料改性是指通过对纤维材料进行物理、化学或表面处理，改变其性能、结构或功能的过程。
纤维材料广泛应用于纺织、建筑、医疗、航空航天等领域，而改性则可以使纤维材料具有更优异的性能，满足不同领域的需求。
首先，物理改性是指通过改变纤维的结构或形态来改善其性能。
比如，通过拉伸、压缩、热处理等手段可以改变纤维的形态，使其具有更高的强度、耐磨性和柔软度。
而化学改性则是通过在纤维表面或内部引入化学物质，改变其化学性质和功能。
例如，对纤维进行表面处理可以提高其耐水、耐腐蚀和防静电性能，使其具有更广泛的应用领域。
其次，纤维材料改性可以改善其加工性能和附着性能。
例如，在纺织行业中，经过改性的纤维可以更好地与其他材料结合，提高织物的牢固度和耐用性。
在建筑领域，改性的纤维材料可以增强混凝土的抗裂性能和抗渗透性能，提高建筑材料的质量和使用寿命。
另外，纤维材料改性还可以赋予其新的功能。
例如，通过在纤维表面引入抗菌剂、防晒剂等功能性物质，可以使纤维具有抗菌、防晒等特殊功能，满足医疗、户外运动等特定领域的需求。
同时，改性还可以改善纤维的染色性能和印刷性能，使其更适合各种工艺和应用。
总的来说，纤维材料改性是一项重要的技术手段，可以使纤维材料具有更广泛的应用领域和更优异的性能。
随着科学技术的不断发展，纤维材料的改性技术也在不断创新和完善，将为各个领域带来更多的惊喜和可能。
希望本文对纤维材料改性有所帮助，谢谢阅读。
差别化纤维
浓度、凝固浴。
纺丝条件
物理 改性 方法
混合
利用聚合物的可混溶性和溶 解性，将两种或几种聚合物 混合后喷纺成丝。
化学改性
化学改性是指通用过改变纤维高分子的化学结构来达到改性目的的
方法，改性方法包括共聚、接枝、交联等。
共聚
采用两种或两种以上单体在 一定条件下进行聚合的方法。
接枝
通过一种化学的或物理的方法， 使纤维的大分子链上能接上所需 要的基团。
原始色调
上染性能
光泽与 光泽稳定性
热稳定性能
抗静电性
耐污性
抗起球性
收缩性
吸湿性能
覆盖性能 (卷曲性)等
阻燃纤维 易染纤维
高吸湿 纤维
抗起球 纤维
超细纤维
异形纤维 高收缩 纤维
分类
抗静电 纤维
自卷曲 纤维
有色纤维
02
纤维的改性方法
采用改变纤维高分 子材料的物理结构使 纤维性质发生变化的 方法，属于物理改性。
交联
控制一定条件使纤维大分子链间用化学链联接起来(交联化)。当聚合物交 联时，所有的单个聚合物分子链通常在几个点上彼此联接，从而形成一 个分子量无限大的三维网状结构。
工艺变性
工艺变性是通过提高工艺技术水平、改变纤维生产工艺和过程来达到 改性的目的。 例如：
1 采用新的聚合方法和对聚合物进行特殊控制；
新型纺织材料
差别化纤维
目录
01
分类
02 纤维的改性方法
差别化纤维通常是指在原来纤维组成的基础 上进行物理或化学改性处理，使性能上获得一 定程度改善的纤维。
01
分类
按照差别化纤维所力求改善的性能，或者纤维经改性后所具有的 性能特点，同时也可结合纤维改性的方法进行分类。
纤维的化学改性与应用探讨
纤维的化学改性与应用探讨纤维在我们的日常生活和众多工业领域中都扮演着至关重要的角色。
从我们身上穿着的衣物，到汽车内饰、航空航天材料，纤维的身影无处不在。
而纤维的化学改性则为其性能的优化和应用范围的拓展提供了广阔的空间。
化学改性，简单来说，就是通过一系列化学反应，改变纤维的化学结构和性能，以满足不同的需求。
这种改性方法可以在不改变纤维基本形态的前提下，显著提升其性能，从而为各种应用带来新的可能性。
常见的纤维化学改性方法有很多。
比如表面改性，这就像是给纤维的表面穿上一层特殊的“外衣”。
通过等离子体处理、接枝共聚等手段，改变纤维表面的化学组成和物理结构，从而改善其与其他材料的相容性、吸附性和润湿性。
再来说说共聚改性。
这是将不同的单体分子结合在一起，形成新的聚合物纤维。
通过选择不同的单体和控制共聚比例，可以精确地调整纤维的性能，如强度、弹性、耐热性等。
还有一种常见的方法是交联改性。
它通过在纤维分子链之间建立化学键，增强纤维的结构稳定性和力学性能。
这就好比给纤维织就了一张更坚固的“网”，使其能够承受更大的外力和更恶劣的环境条件。
纤维化学改性带来的好处是显而易见的。
首先，它能显著提高纤维的力学性能。
经过改性后的纤维，强度更高、韧性更好，能够在承受更大拉力和压力的同时，保持良好的形状和尺寸稳定性。
这对于制造高强度的绳索、防护装备以及工业用纺织品等具有重要意义。
在改善纤维的热性能方面，化学改性也发挥着关键作用。
经过处理的纤维能够在更高的温度下保持稳定，不易分解或变形，这为其在高温环境下的应用，如防火材料、汽车发动机部件等，提供了可能。
化学改性还能赋予纤维特殊的功能。
比如，通过添加具有抗菌、抗静电、防紫外线等功能的基团，可以使纤维具备相应的特性，从而广泛应用于医疗、电子、户外用品等领域。
在服装领域，改性纤维的应用越来越广泛。
具有良好吸湿排汗性能的改性纤维，能够让人们在运动或炎热的天气中保持干爽舒适；具有抗皱功能的改性纤维，使衣物更容易打理，保持平整美观。
材料和纤维的化学改性及制备方法
ａｎｈｙｄｒｉｄｅ（丙烯酸酐）、ａｌｌｙｌｓｕｃｃｉｎｉｃ ａｎｈｙｄｒｉｄｅ（烯丙基琥珀酸酐）、ｃｉｔｒａｃｏｎｉｃ
ａｎｈｙｄｒｉｄｅ、
ａｎｈｙｄｒｉｄｅ（柠檬酸酐）、４，４’一ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏ—ｉｓｏ—ｐｒｏｐｙｌｉｄｅｎｅｂｉｓｐｈｔｈａｌｉｃ
ｍｅｔｈａｃｒｙｌｉｃ ａｃｒｙｌｏｙｌ
ｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｅｒ／ｍａｌｅｉｃ
ａｎｈｙｄｒｉｄｅ）共聚物、
ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅ／舱１ｅｉｃ ａｎｈｙｄｒｉｄｅ）共聚物、ｐｏｌｙ（ａｃｒｙｌｏｙｌ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）（聚丙烯酰氯）、
ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓｉ ｌｏｘａｎｅ（氯化聚二甲基硅氧
烷）、ｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ（氯化聚乙烯）、ｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ ｐｏｌｙｉｓｏｐｒｅｎｅ（氯化聚异
５使材料改性的化合物也可以是马来酸酐和其它可聚合单体的共聚物．
乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、炔类、缩水甘油基（ｇｌｙｃｉｄｙｌ）丙烯酸酯、 缩水甘油基甲基丙烯酸酯、乙烯基醚、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺，含有疏水集团的化合物如 加氢烷基化或加氟烷基化的烯烃。马来酸酐和含有疏水集团的烯烃单体共聚，再将得到的共 聚物水解从而获得含有活性羧基集团的改性聚合物。另一种情形是，聚马来酸酐以共价键的 方式和多胺集团相联接，如尼龙、羊毛和丝绸。还有一种情形，改性的聚马来酸酐以共价键 的方式和多糖分子相联接，如糖苷、淀粉或纤维素。
Ｆｉｇ．１
含有聚氨基酸表面的材料或纤维通过非共价键与被疏水改性的亲水聚合物连接，
如：碳水化合物、蛋白质、聚丙烯酸和聚马来酸酐。 Ｆｉｇ．２烷烃或氟烃通过共价键连接到聚马来酸酐分子上，如此得到的改性聚马来酸酐又通过 共价键连接到棉纤维表面。
《2024年纤维素的改性及在废水处理中的应用研究进展》范文
《纤维素的改性及在废水处理中的应用研究进展》篇一一、引言纤维素作为一种天然的生物高分子，广泛存在于植物、微生物和动物组织中，具有优异的物理和化学性质。
近年来，随着环保意识的增强和科技的进步，纤维素的改性及其在废水处理中的应用逐渐成为研究热点。
本文旨在探讨纤维素的改性方法及其在废水处理中的应用研究进展。
二、纤维素的改性方法纤维素的改性主要分为物理改性、化学改性和生物改性三种方法。
1. 物理改性：物理改性主要是通过物理手段改变纤维素的形态、结构或表面性质，如通过机械研磨、热处理、电离辐射等方法改变纤维素的结晶度、孔隙结构和表面形态。
2. 化学改性：化学改性是通过化学试剂与纤维素分子中的羟基发生反应，引入其他官能团或改变纤维素的结构，从而改善其性能。
常见的化学改性方法包括酯化、醚化、接枝共聚等。
3. 生物改性：生物改性是利用微生物或酶对纤维素进行降解或修饰，以改善其性能。
这种方法具有环保、高效等优点，但需要较长的反应时间和较高的技术要求。
三、纤维素在废水处理中的应用纤维素及其改性产物在废水处理中具有广泛的应用，主要包括吸附、絮凝、生物载体等方面。
1. 吸附：纤维素的吸附性能主要源于其丰富的羟基和三维网状结构。
经过改性后，纤维素的吸附性能得到进一步提高，可用于去除废水中的重金属离子、有机物等污染物。
2. 絮凝：纤维素及其衍生物可以作为天然的絮凝剂，通过电性中和、网捕卷扫等作用使废水中的悬浮物、胶体等凝聚沉淀，从而降低废水的浊度和有机物含量。
3. 生物载体：纤维素具有良好的生物相容性和生物活性，可作为微生物的载体，提高微生物的附着能力和生物活性，从而强化废水处理效果。
四、研究进展近年来，纤维素的改性及其在废水处理中的应用研究取得了显著的进展。
一方面，新的改性方法不断涌现，如纳米纤维素、纤维素基复合材料等，为纤维素的应用提供了更广阔的空间。
另一方面，纤维素在废水处理中的应用领域也在不断扩大，如用于处理重金属废水、染料废水、石油化工废水等。
再生纤维素纤维制造及改性
再生纤维素纤维制造及改性
摘要：
再生纤维素纤维制造及改性是纺织工业中重要的研究领域。
再生纤维素纤维具有良好的生物可降解性、可再生性和环境友好性等优点，因此在可持续发展的时代背景下备受关注。
本文主要探讨再生纤维素纤维的制造过程及各种改性方法，以期提供参考和启示。
一、再生纤维素纤维制造过程
（一）纤维素的提取
1.机械法提取纤维素
2.化学法提取纤维素
3.酶解法提取纤维素
（二）纤维素纤维的纺丝过程
1.干法纺丝
2.湿法纺丝
3.溶液纺丝
（三）纤维素纤维的成型与后处理
1.成型
2.后处理
二、再生纤维素纤维的改性方法
（一）化学改性
1.固态改性
2.液相改性
3.气相改性
（二）物理改性
1.加热改性
2.等离子体改性
3.光化学改性
（三）生物改性
1.酶法改性
2.微生物法改性
3.植物提取物改性
三、再生纤维素纤维的应用领域
1.纺织品
2.医疗健康用品
3.包装材料
4.生物医药领域
四、再生纤维素纤维未来的发展趋势与挑战
1.多功能化改性
2.转化技术与产业化
3.环境可持续性和循环经济的需求
结论：
再生纤维素纤维制造及改性是一个具有广阔发展前景的研究领域。
该领域的发展将促进纺织工业的可持续发展，提高纤维素纤维在不同领域的应用价值。
在未来，应进一步研究并开发新的制造方法和改性技术，以满足市场需求并促进环境保护。
植物纤维改性技术
纤维素的改性方法
纤维素是由许多β-D-葡萄糖分子脱水缩合而成，不分枝，β-葡萄糖分子借β-1，4 -糖苷连接，纤维素的这一结特点使得纤维素在经过适当的预处理后，可以通过一系列的化学改性反应，制取不同用途的功能高分子材料。按其反应方法不同，大致可分为氧化反应，酯化、醚化反应，亲核取代反应，接枝共聚改性和交联5种。
谢谢
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二零一二
值得到了广泛认可。改性纤维素在环境保护领域中应用广泛。主要集中在重金属吸附、富集、回收方面。在大气净化领域也有研究。
第一章
纤 维 素 的 预 处 理
纤维素属于结晶区和非结晶区共存的结构，由于此结构以及分子内和分子间氢键的影响。使得纤维素很难溶于普通的溶剂，这就决定了纤维素多数的化学反应都是在多相介质中进行的，很难进行均匀的化学改性。为了克服多相反应的非均匀性和提高纤维素的反应性能，在进行反应之前，纤维素材料通常都经历溶胀或活化处理。通常的方法是在纤维素反应前进行各种化学、物理及生物方法的预处理。
纤维素的改性方法
酯化、醚化反应 纤维素的酯、醚化反应是最为重要的纤维素衍生化反应，纤维素分子链上的羟基可与酸、酸酐、酰卤等发生反应生成酯，与烷基化试剂反应生成纤维素醚于本世纪五、六十年代相继实现工业化。纤维素酯中，以纤维素硝酸酯、纤维素醋酸酯和纤维素黄原酸酯最为普遍和重要，目前已广泛
01
物理预处理常规的物理活化方法包括干法或湿法磨、蒸汽爆炸、氨爆炸、溶剂交换或者浸润等。在物理预处理过程中，纤维素的形态结构会发生变化，使可及的表面和小孔增加。
纤 维 素 的 预 处 理
生物技术预处理生物技术作为预处理手段，通常是将酶应用于制浆工艺的打浆过程。目前，酶法预处理工业化的难题之一是纤维素酶价格昂贵，酶的费用约占整个过程费用的60% 到80%左右，因此其应用性不如化学、物理等预处理方法。
纤维材料的功能化改性研究
纤维材料的功能化改性研究在现代材料科学领域，纤维材料因其独特的性能和广泛的应用而备受关注。
纤维材料具有轻质、高强度、高韧性等优异特性，被广泛应用于纺织、航空航天、汽车、医疗等众多领域。
然而，随着科技的不断进步和应用需求的日益多样化，对纤维材料性能的要求也越来越高。
为了满足这些需求，纤维材料的功能化改性研究成为了材料科学领域的一个重要研究方向。
纤维材料的功能化改性是指通过物理、化学或生物等方法对纤维材料的结构和性能进行调整和优化，从而赋予其新的功能或改善其原有性能。
功能化改性可以使纤维材料在保持其基本力学性能的基础上，具备诸如抗菌、抗静电、阻燃、防紫外线、自清洁等特殊功能，大大拓展了纤维材料的应用范围。
物理改性是纤维材料功能化改性的常用方法之一。
其中，表面涂层是一种常见的物理改性手段。
通过在纤维表面涂覆一层具有特定功能的涂层材料，可以显著改善纤维的性能。
例如，在纤维表面涂覆一层含氟聚合物涂层，可以使纤维具有良好的防水、防油性能；涂覆一层金属氧化物涂层，则可以使纤维具备抗紫外线功能。
此外，物理共混也是一种有效的物理改性方法。
将具有不同性能的纤维材料进行共混，可以综合各组分的优点，得到性能更加优异的纤维材料。
例如，将具有高强度的碳纤维与具有良好韧性的玻璃纤维进行共混，可以得到既具有高强度又具有良好韧性的纤维复合材料。
化学改性是纤维材料功能化改性的另一种重要方法。
通过化学反应在纤维分子链上引入特定的官能团，可以改变纤维的化学结构和性能。
例如，对聚酯纤维进行磺化改性，可以提高其亲水性和染色性能；对聚丙烯纤维进行接枝改性，可以使其具有良好的抗静电性能。
此外，纤维的化学交联也是一种常用的化学改性方法。
通过化学交联，可以提高纤维的强度、耐热性和耐溶剂性等性能。
生物改性是近年来兴起的一种纤维材料功能化改性方法。
利用生物技术，如基因工程、酶处理等，可以对纤维材料进行改性。
例如，通过基因工程技术，可以在纤维生产过程中引入具有特定功能的基因，使纤维直接具备某种生物功能；利用酶处理，可以对纤维表面进行改性，提高其生物相容性。
复合纤维材料的表面改性及其对力学性能的影响
复合纤维材料的表面改性及其对力学性能的影响表面改性是一种广泛应用于各种材料的技术，它通过对材料表面进行化学处理或添加特定的涂层来改变材料的性质和性能。
在复合纤维材料领域，表面改性也被广泛研究与应用，以提升其力学性能和使用寿命。
本文将重点探讨复合纤维材料的表面改性及其对力学性能的影响。
首先，我们需要了解复合纤维材料的基本特性。
复合纤维材料是由两个或更多种不同材料的纤维经过层层叠加、纺织或复合而成的材料。
其基本结构主要包括增强纤维和基质。
增强纤维通常采用碳纤维、玻璃纤维等高性能纤维，而基质则常用树脂、金属等材料。
复合纤维材料的主要优点是具有高强度、高模量和轻质的特性，因此被广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等领域。
表面改性技术可以通过增加复合纤维材料的表面能、增强纤维与基质之间的界面黏结强度、提高材料的耐磨、耐老化等性能，从而改善复合纤维材料的力学性能。
下面将介绍几种常见的表面改性方法及其对力学性能的影响。
一种常用的表面改性技术是化学改性。
在这种方法中，通过在复合纤维材料表面进行化学处理，如表面活性剂的涂布、等离子体处理等，可以在表面形成一层纤维素、硅氧烷等化学物质的保护层，从而提高复合纤维材料的表面能和纤维与基质之间的界面黏结强度。
这种表面改性方法可以显著提升复合纤维材料的耐久性和抗拉强度。
另一种常见的表面改性技术是热处理。
通过在复合纤维材料表面进行高温处理，可以改变纤维的表面形貌和化学组成，从而提高复合材料的耐热性和力学性能。
例如，碳纤维在高温下可以经历石墨化反应，形成更稳定的石墨结构，从而增加其抗拉强度和弹性模量。
此外，热处理还可以促进纤维表面与基质的互相扩散，提高界面黏结强度。
此外，还有一种常用的表面改性技术是物理改性。
物理改性通过对材料表面进行喷涂、涂覆等方式来增加复合纤维材料的表面粗糙度，从而提高纤维与基质之间的力学锁合效应。
同时，物理改性还可以在复合纤维材料表面形成一层保护膜，改善其耐腐蚀性和耐磨性。
木质纤维材料的改性及应用
木质纤维材料的改性及应用木质纤维材料是指以木材为原料经加工制作而成的纤维材料。
由于木材本身具有很好的机械性能和环境友好性，木质纤维材料在近年来得到了广泛应用和关注。
然而，木材本身存在一些局限性，如易受潮腐、易燃等问题，因此需要对木质纤维材料进行改性以提升其性能，并拓展其应用领域。
常见的木质纤维材料改性方法主要包括物理改性、化学改性和生物改性等。
物理改性主要通过改变木质纤维材料的工艺条件，如温度、压力和湿度等，来改变其结构和性能。
常见的物理改性方法有热压、热处理、干燥等。
热压是一种常用的物理改性方法，在热压过程中，木质纤维材料的纤维结构发生重组，从而提高材料的强度和硬度。
例如，热压可以增加木质纤维材料的平均密度，从而提高其抗压强度和抗弯强度。
热处理是利用温度来改变木质纤维材料的结晶度和分子链排列方式，从而改变材料的物理性质。
干燥是通过控制湿度和温度，使木质纤维材料中的水分蒸发，从而改变其物理性质。
这些物理改性方法使得木质纤维材料更加紧密、耐磨和耐水，拓展了其应用领域。
化学改性是利用化学反应来改变木质纤维材料的结构和性能。
常见的化学改性方法包括酯化、醚化、酸、碱等。
酯化是一种常用的化学改性方法，通过将木质纤维材料与酸酐反应生成木酸酯，从而改变材料的性质。
酯化可以提高木质纤维材料的耐水性和耐磨性，使其更加适用于潮湿和高温环境。
醚化是利用醚化剂使木质纤维材料中的羟基与醚化剂反应生成醚化木材，从而改变材料的物理性质。
化学改性可以增加木质纤维材料的稳定性、耐磨性和阻燃性，拓展了其应用范围。
生物改性是利用微生物或酶类等生物体来改变木质纤维材料的结构和性能。
常见的生物改性方法有生物酶解、生物漂白等。
生物酶解是指利用微生物或酶来分解木质纤维材料中的纤维素和木质素，从而改变材料的结构和性质。
生物漂白是利用特定的微生物或酶类去除木质纤维材料中的色素和杂质，从而使材料具有更好的颜色和纯度。
生物改性可以提高木质纤维材料的可降解性、水分吸附性和稳定性，拓展了其应用领域。
聚酯纤维改性技术的研究及其应用
聚酯纤维改性技术的研究及其应用第一章：聚酯纤维概述聚酯纤维是合成纤维之一，分为PET、PBT等，具有优异的物理和化学性质。
它们具有纤维强度高、耐热性好、维持尺寸稳定性、防水防水气候、抗皱及高质量的优点，广泛应用于纺织、包装、轮胎、汽车、建筑、电子等领域。
第二章：聚酯纤维的改性技术聚酯纤维的改性技术多样，包括物理改性、化学改性和生物改性。
1.物理改性物理改性的主要手段是加工过程中的拉伸、热定型等。
聚酯纤维加工过程中的拉伸可以改善纤维的强度和弹性，提高纤维的使用性能。
而热定型可以增加纤维的模量和强度，提高抗皱性能和防缩性能。
2.化学改性化学改性的主要手段是通过化学反应改变聚酯纤维的性能，常见的化学改性方法包括增强改性和交联改性。
增强改性通过聚合物中引入共聚物、接枝共聚物等方式，来改变聚酯纤维的各种性能。
而交联改性通过交联剂的作用，加强聚酯链之间的交联程度，来提高纤维的力学性能和耐热性能。
3.生物改性生物改性主要是通过生物反应来改变聚酯纤维的性能。
生物改性技术涉及的生物体主要包括酶和微生物。
酶主要是依据其在聚酯纤维上作用的不同，分为酯酶和聚酯酶。
通过酯酶、聚酯酶对聚酯纤维进行裂解、降解等反应过程，来改变聚酯纤维的性质。
微生物包括在聚酯链上生长的微生物和吸附在聚酯链表面的微生物，通过与聚酯纤维的物理或化学反应过程来改变聚酯纤维的特性。
第三章：聚酯纤维改性技术的应用聚酯纤维改性技术的应用范围广泛，以下主要从纺织、包装和环保三个方面进行探讨。
1.纺织方面改性聚酯纤维生产的纤维具有良好的抗皱、防缩、保色、透气性以及耐磨性等特点，因此被广泛应用于纺织行业的各个领域。
比如它们可以用于生产服装、床上用品、家居纺织品等，这些产品都需要优异的外观和舒适感。
2.包装方面聚酯纤维具有优异的物理性能，用于制作包装材料可以提供优异的防水性、耐用性和防静电性能。
同时改性聚酯纤维还可以制成一些高压物质的容器。
如瓶子、盒子、容器和包装用理等。
膳食纤维的改性及应用
膳食纤维的改性及应用膳食纤维是指不被人体消化吸收的碳水化合物，常见的膳食纤维包括果胶、半乳甘露聚糖、木质素、果胶等。
膳食纤维在人体内具有多种生理功能，如增强饱腹感、降低血糖、调节血脂、促进肠道蠕动等。
加强对膳食纤维的改性研究，提高其功能性和应用价值，对人类健康和食品工业具有重要意义。
一、膳食纤维的改性方法膳食纤维的改性是指通过一系列的物理、化学或酶法等手段，对膳食纤维进行结构或性质的改变，以获得特定的性质或功能。
常见的膳食纤维改性方法包括化学改性、物理改性和酶法改性等。
1. 化学改性化学改性是通过化学手段改变膳食纤维的结构和性质。
如乙酰化、羟甲基化、丙酮化等。
这些改性方法可以改善膳食纤维的溶解性、增加其稳定性和降解性，从而提高其功能性和应用价值。
2. 物理改性物理改性是通过机械力或热力对膳食纤维进行处理，改变其分子结构和形态。
如球磨、超声波处理、微波处理等。
这些方法可以改善膳食纤维的颗粒大小和形态，增加其生物利用度和稳定性。
二、膳食纤维的改性应用膳食纤维的改性应用涉及食品工业、医药保健品、生物医学材料等多个领域。
下面将分别介绍其在这些领域的应用情况。
1. 食品工业在食品工业中，改性膳食纤维可以用于生产高纤维的功能性食品。
如添加到面包、饼干、谷类制品等中，可以增加其纤维含量，改善其口感和营养价值，符合现代人追求健康、营养、美味的消费需求。
改性膳食纤维还可以用于生产低能量的功能性食品。
如添加到冰淇淋、饮料、沙拉酱等中，可以增加其稠度和口感，降低其脂肪和糖的含量，满足减肥、健康饮食的需求。
2. 医药保健品在医药保健品领域，改性膳食纤维可以用于生产吸附剂和缓释剂。
如将其改性后应用于肠道清洁、毒物吸附、胆固醇降低等方面，具有良好的生物相容性和安全性，适合用于医药保健品的制备。
三、膳食纤维的改性发展趋势随着人们对健康和营养需求的增加，膳食纤维的改性应用将会得到越来越广泛的发展。
在未来的研究中，可以重点关注以下几个方面：1. 高效改性方法的研究当前，虽然已经有多种膳食纤维改性的方法，但是其效率和成本仍然存在一定的局限性。
第二章 纤维的改性与改形利用
第二章纤维的改性与改形利用本章将以蚕丝纤维为例说明改形利用的途径，而改性利用则以纤维素纤维为主加以说明。
第一节蚕丝纤维的改形利用目前对蚕的技术属性有两种说法：对纺织工业来说，这是一个生物纺丝器，对材料科学来说，这是一个生物反应器。
蚕丝纤维的改形利用，就是按照新的利用需要，将蚕丝纤维改制成其他形式的材料。
具体地讲，就是要把蚕丝细而长的纤维形态改换成其他的形态加以利用。
从目前正在实施的改形方法来看，主要是改变成粉体和膜体这两种利用形态。
一、蚕丝纤维的粉体材料（一）丝素的粉体材料原料：以来自纺织品制造过程中的残次料为主。
丝素精炼：这些材料大多已脱去丝胶或只残留有少量丝胶，因此，只要稍加处理（如用0.5％的碳酸纳溶液，按1：100浴比煮沸30分钟进行脱胶，重复两次，并充分水洗），即可获得纯丝素。
丝素溶液制备：将精炼后的丝素纤维放置在高浓度的中性盐溶液中加热溶解，形成丝素溶液，由于中性盐中的氯化钙价格合适，所以一般都以它为溶剂（按1：25浴比，用40～50％的浓度煮沸），100ml氯化钙可溶解15—20g丝素。
制得的丝素溶液可以通过以下几种途径制成粉体材料：1．经凝胶化处理形成粉末——先将丝素溶液中杂质用滤材滤去，然后放入透析袋用流水进行透析（或用中空纤维膜超滤），截留下分子量在12000～14000以上的蛋白分子（实际得到的分子量约在60000左右）然后再脱盐、脱水浓缩成凝胶化的丝素（即可用作为食品），将该丝素凝胶在-20～-50℃条件下冷冻干燥后用2-1机械粉碎，即成丝素粉末，2．经硫酸水解形成粉末——将精炼后的丝素纤维按1：100的浴比放入5％的硫酸（或其他浓度的盐酸）溶液中，在110℃油浴中加热60～240分钟，然后再用氢氧化钠溶液中和，并用流水进行透析。
将透析后的丝素溶液作脱盐处理并在80℃干燥，再用机械进行粉碎，即成黄褐色的丝素粉末。
丝素粉末的用途：用作食品，用作为化妆品、固形剂、药物等产品的基本素材，现以药物例为说明如下：试验证明，丝素蛋白有促进胰岛素分泌，降低血糖的作用。
纺织品的防污性能提升技术
纺织品的防污性能提升技术在日常生活中，纺织品无处不在，从我们身上穿着的衣物到家居中的窗帘、沙发套，再到汽车内饰等。
然而，纺织品在使用过程中容易受到各种污渍的侵袭，这不仅影响美观，还可能缩短其使用寿命。
因此，提升纺织品的防污性能成为了纺织行业关注的重要课题。
一、纺织品易染污的原因要提升纺织品的防污性能，首先需要了解其容易沾染污渍的原因。
纺织品的纤维结构和表面特性是导致其易染污的主要因素之一。
天然纤维如棉、麻等，其纤维表面具有较多的亲水基团，容易吸附水分和污渍；而合成纤维如聚酯纤维等，虽然具有较好的疏水性，但表面能较低，容易积累静电，从而吸附灰尘和微小颗粒。
此外，纺织品的使用环境和接触的物质也会影响其染污程度。
例如，在厨房中使用的纺织品容易接触到油污，而在户外使用的纺织品则容易受到灰尘、泥土和雨水的污染。
二、常见的纺织品防污技术1、表面涂层技术表面涂层是一种常见的纺织品防污处理方法。
通过在纺织品表面涂覆一层特殊的涂层，可以改变其表面性能，使其具有防水、防油和防污的功能。
常见的涂层材料包括氟碳化合物、有机硅和聚氨酯等。
这些涂层可以形成一层保护膜，阻止污渍的渗透和吸附。
然而，表面涂层技术也存在一些局限性。
例如，涂层可能会影响纺织品的透气性和手感，而且在长期使用和洗涤过程中，涂层可能会逐渐磨损或脱落，导致防污性能下降。
2、纤维改性技术纤维改性是从根本上提升纺织品防污性能的方法之一。
通过对纤维进行化学或物理改性，可以改变其表面性能和内部结构，从而提高其防污能力。
化学改性方法包括对纤维进行接枝共聚、表面处理等，引入疏水或亲水基团，改变纤维的表面能。
物理改性方法则包括等离子体处理、紫外线辐照等，这些方法可以改变纤维的表面粗糙度和微观结构，提高其防污性能。
纤维改性技术虽然效果较为持久，但工艺相对复杂，成本较高，而且可能会对纤维的力学性能产生一定的影响。
3、纳米技术的应用纳米技术在纺织品防污领域也展现出了巨大的潜力。
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用PEG作为抗静电剂，PEG-PET作为相容剂，进行PET、PEG、 PEG-PET三元共混纺丝，可以减少PEG的用量，获得持久的抗静电 效果。也可在PEG-PET共聚体中再加入第三共聚体——聚氧化乙烯 醚（PON），形成嵌段共聚(酯一醚)型抗静电剂，再与PET共混纺丝， 制得具有抗静电性能的改性涤纶。
侧连含有那些容易受辐射照激发产生自由基的结构，如：
3.功能基反应法
含有侧基功能基的聚合物，可加入端基聚合物与之反应形成 接枝共聚物
优点：接枝效率高，接枝的聚合度则由端基聚合物的聚合度决 定，所以这种接枝方法可用于高分子材料的分子设计和合成。
4.其它方法-大单体技术合成接枝共聚物
近40年的研究表明，人们可以合成设计的接枝共聚物，即采 用大分子单体与小分子单体共聚合成规整接枝共聚物，也就 是大单体合成接枝共聚物的技术，这使其不仅在化学领域中 应用广泛，在医学、工程材料等领域也有独特的应用。
经接枝改性后，纤维的超分子结构受到某种程度的破坏．强度有所降 低，伸长率增加，手感变差，但通常对纤维制品的服用性能影响不大。
26
嵌段共聚改性
一.基本原理 定义：嵌段共聚物分子链具有线型结构，是由至少两种以上 不同单体聚合而成的长链段组成。嵌段共聚可以看成是接枝 共聚的特例，其接枝点位于聚合物主链的两端。 嵌段共聚物可分为三种链段序列基本结构形式：
+R
CH2CH
OCCH2 O
+ RH
如聚合物主链上同时有几种可以夺取的氢，则接枝点往往 是在酯基的甲基上。
通过化学引发剂BPO引发接枝4-乙烯基吡啶，对聚丙烯纤维进行 表 面 改 性 。B PO 分 解 为初 级 自 由 基 ( C 6 H 5 COO · )或 次 级 自 由基 (C6H5 ·)，这些自由基可直接从聚丙烯主链夺取氢原于而产生能够进 行接枝的大分子链自由基，进而引发单体进行聚合，产生接技：
直接利用辐射能(紫外光、γ射钱或X射线)和低温等离子体，也能在聚合 物的特定部位产生自由基型的接枝点与单体进行共聚。如PVA在受到γ 射线幅照时发生主链上α 氢脱离而形成活性中心，进而引发接枝共聚。
在适当条件下聚酯纤维大分子上的亚甲基容易被氧化，氧化后可与乙 烯基单体进行接枝共聚反应。接枝反应时，既可采用化学反应法，也 可采用放射线辐照法。前者需要引发剂或溶胀剂等，多为液相反应。 如果在接枝反应中混合并用几种单体，由于相互诱导作用，一般会取 得更好的接枝效果。
种类
举例
Am Bn
醚-醚 醚-烯烃 醚-酯 碳酸酯类 酰胺类 亚胺酯 聚硅氧烷 交联环氧树脂
碳酸酯-碳酸酯 酰胺-酰胺，酰胺-醚 聚氨酯纤维
二.嵌段共聚物制备方法 1.活性聚合反应法 常用方法：在活性阴离子聚合体系依次加入不同单 体合成。 原理：烯类单体A进行阴离子聚合，直到A全部反应完毕， 向体系中加入单体B，聚合物链A阴离子引发B单体聚合， 然后终止，生成了AB两嵌段共聚物，终止前若再向体系 加入单体C，可继续引发聚合，生成三嵌段共聚物等。
为主链、聚丙烯腈为接枝链的接校共聚物，即P(VA-g-AN)的合成，聚
乙烯醇主链作为还原剂，四价铈离子(Ce4+)作为氧化剂发生氧化还原反 应，生成聚乙烯醇大分子自由基：
用淀粉、纤维素等代替聚乙烯醇也能进行氧化—还原接枝反应。例如淀 粉在Ce4+作用下与丙烯腈、丙烯酸或丙烯酰胺的接枝，现有许多文献报 道。
性的、高弹性的以及互不相容的两种链段键接在一起，赋予其特殊的 性能。因此，聚合物的接枝和嵌段改性，已成为扩大聚合物应用领域、 改善聚合物材料性能的—种简单而又行之有效的方法。 从组成考虑，接枝和嵌段聚合物都可称作共聚物．但其合成机理与常 规的无规、交替共聚有所不同。自由基聚合、离子聚合、逐步聚合等 多种聚合机理几乎都可以产生活性中心。 活性中心在主链上，将进行接枝；活性中心处于末端，则形成嵌段共 聚物。
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接枝共聚改性
定义：接枝共聚是指在大分子链上通过化学键结合适当支 链或功能性侧基的反应，所形成的产物称作接枝共聚物。
性能决定于：主链； 支链（组成、结构、长度以及支链数）
长支链的接枝物类似共混物； 支链短而多的接枝物则类似无规共聚物。
实例：酸性和碱性的共聚物； 亲水和亲油共聚物； 两种互不相溶的共聚物。
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聚烯烃纤维通过接枝反应，在非极性聚合物分子链上接枝极性官能 团，改进其亲水性、粘接性、涂饰性、油墨印刷性。
按枝反应一般采用自由基接枝，主要的接枝单体有马来酸酐及其酯、 丙烯酸及其酯、甲基丙烯酸及其酯、丙烯腈、丙烯酰胺等。
聚酰胺纤维 接枝丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、 丙烯腈，除了一般的引发剂，还可用铈离子引发在聚酰胺6纤维上接 枝，用二甲基苯胺和铜离子引发在聚酰胺66纤维上接枝(二甲苯胺可自 身氧化产生自由基，而铜离子则起加速作用)，用高锰酸钾/硫酸体系 引发在聚酰胺66纤维上接枝。除了化学引发，还可借助光引发和辐射 接技。
注意的问题：若产生HO·和RO·类的自由基时，会引发单体自 聚。
为了提高接枝效率，需要除去这类自由基，除去方法为应用 氧化还原体系。
提高接枝效率方法： 降低反应温度； 提高单体和聚合物的浓度； 减少主链上的空间位阻。 离子型聚合物也可用此法生产接枝点制备接枝共聚物
某些聚合物不必预先引入易产生自由基的活性基团，直接利 用辐射能也能在聚合物的特定部位产生自由基型的接枝点与 单体进行共聚。
化学改性的效果具有耐久性，但成纤高聚物化学结构的改变，在一 定程度上也会引起聚合物高次结构的某些变化，从而引发纤维一系 列性能的变化。
化学改性方法有接枝共聚、嵌段共聚、无规共聚、交联、大分子链 侧基官能团反应、表面化学改性等。
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一、接枝和嵌段共聚改性
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接枝和嵌段共聚物都是多组分聚合物，并可能是多相。 通过接枝和嵌段共聚，可以将亲水的和亲油的、酸性的和碱性的、塑
接枝共聚改性法可将含有离子交换基团的单体直接共聚。由这种 方法生产的离子交换纤维，其分子链上功能基团分布均匀且含量 很高。例如，聚乙烯醇(PVA)、聚烯烃、聚丙烯腈(PAN)等纤维为 基体，接枝苯乙烯再磺化成强效离子交换纤维。聚丙烯与聚苯乙 烯接技共聚，再磺化能使纤维具有苯磺酸基团一阳离子交换基团。 目前，主要的研究方向是通过接枝的方法使纤维获得所得的功能 基团。如将聚烯烃纤维在BPO引发下与苯乙烯接枝共聚，然后通 过化学反应引入所得的官能团，制备了强酸性、强碱性和弱碱性 离子交换纤维。
接枝在聚合物上的单体质量
接枝效率=
×100%
接枝在聚合物上的单体质量+接枝单体均聚物质量
在链转移接枝中，影响接枝效率的因素：引发剂、聚合物 主链结构、单体种类、反应配比及反应条件等。
一般认为，过氧化物苯甲酰（BPO）的引发效率比偶氮二 异丁氰（AIBN）好，原因是自由基的活泼性。
CH2CH
OCCH3 O
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腈纶本身即为一种二元或三元的改性共聚物，通过共聚改善了其弹性、 可纺性和染色性等。
第二章 纤维材料的改性方法
第一节 化学改性方法 第二节 物理改性方法 第三节 生物改性方法
1
第一节 化学改性方法
聚合物的化学改性是通过聚合物的化学反应，改变大分子链上的原 子或原于团的种类及其结合方式的一类改性方法。
经化学改性，改变了已有成纤高聚物大分子的化学结构，从而改善 了纤维的性能或赋予其新的性能，如染色性、吸湿性、抗静电性、 防污性、高收缩性、阻燃性等，扩大其应用领域。
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共聚法可用于制备功能化纤维，如阻燃纤维、抗静电纤维、抗起球纤维等。 共聚阻燃改性是在聚酯的合成阶段将阻燃单体与聚酯组分进行缩聚以制备 阻燃共聚酯的化学改性方法。由于阻燃单体固定在聚酯大分子链上，在使 用过程中不会发生溶解或渗析现象，因而这种改性方式具有相对的持久性， 毒性较低。
阻燃单体：丙烯酸五溴苄酯
（2）偶联法 例子：两个活性AB-链用1，6-二溴己烷偶联
（3）链交换反应法
两种聚合物融合熔融后，能产生链交换反应，生成部分嵌段共 聚物， 例子：聚酯和酰胺共热
（4）端基聚合物反应法 端基预聚物两端都带有官能团，两种组成不同的预聚物各自的 端基官能团不同，但能相互反应。
有些共聚改性是通过预聚合反应和链增长反应两个阶段制备嵌段 共聚物，例如，将预先合成的聚丙烯腈与含羧基、氨基等的乙烯 基单体反应，得到AB型嵌段共聚物，该共聚物可制得具有高选择 分离性和高水通量的真空纤维膜。
（2）大单体与小单体合成接枝共聚物技术：
主链由小单体聚合而成； 支链为相对分子质量分布均匀的大单体。
优点： ●更简单、更广泛的合成接枝共聚物； ●能合成数量繁多的接枝共聚物； ●大单体技术还可将两种性能差异较大的聚合物（如亲水和亲 油）以化学键结合。
聚合物作为还原剂或者氧化剂与小分子的氧化剂或还原剂反应，结果可 生成聚合物大分子自由基，引发单体进行接技反应。例如，以聚乙烯醇
利用己内酰胺开环后所生成的氨基己酸与聚乙二醇的羟基进行酯 化反应，制备PA6-PEG嵌段共聚物。
二、共聚改性
化学共聚改性中通过在聚合物主链上引入第三、第四 组分，从而部分或全部破坏聚合物的结晶性能，改变大分 子链的刚性，提高分子链间的相互作用力，或是在大分于 结构中引入一定的极性基团，改善聚合物对染料的亲和力。 由于这种改性是在大分子结构中进行的，因此相对于其他 的纤维改性而言其效果具有明显的持久性。
2.活性基团引入法
原理：首先在聚合物的主干上导入易分解的活性基团，然后 在光、热作用下分解成自由基与单体进行接枝共聚。
H CC H2
Br
CC H2
hv
CC H2
BBB
CC H2
nB
叔碳上的氢很容易氧化，生成氢过氧化基团，进而分解为自由 基，由此可利用聚对异丙基苯乙烯支取甲基丙烯酸甲酯接枝物。
甲基丙烯酸甲酯接枝物