用羧甲基纤维素对漂白针叶木浆的简单改性
羧甲基纤维素石油级CMC
羧甲基纤维素钠简介及其在石油钻井上的应用 一、羧甲基纤维素钠简介： 1、羧甲基纤维素钠(Sodium carboxymethyl cellulose，简称CMC)是天然纤维素经化学改性得到的一种具有醚结构的衍生物，由于酸式的水溶性较差，因而产品普遍制成钠盐，它属于水溶性阴离子型表面活性剂。 羧甲基纤维素钠为白色或浅黄色纤维状粉末，无毒、无臭、无味，有吸湿性，不溶于酸和甲醇、乙醇、丙酮、氯仿及苯等有机溶剂，易溶于水并具有一定黏度。CMC的醚化度(即取代度Degree of Substitution，简称DS)是指纤维素分子上羟基被羟基乙酸取代的数目，它的高低决定CMC的溶解度和稳定性。DS在0.8以上时其耐酸性和耐盐性较好。 2、羧甲基纤维素钠(CMC)生产方法 羧甲基纤维素钠是以精制棉为原料，在氢氧化钠和氯乙酸的作用下生产的一种纤维素醚。其工业生产方法按醚化介质的不同可分为水媒法和溶媒法两大类。在碱化和醚化反应过程中以水作为反应介质的方法叫做水媒法，用于生产碱性低档CMC.在碱化和醚化反应中，加入有机溶剂作为反应介质的方法，叫做溶媒法，适用于生产中高档CMC.这两种反应都是在捏合机中进行的，属于捏合法工艺，是生产羧甲基纤维素的主要方法。
3、捏合法制备原理 (1)主要反应 ①纤维素与氢氧化钠水溶液反应生成碱纤维素 [C6H7O2(OH)3]n+nNaOH→[C6H7O2(OH)2ONa]n+nH2O ②碱纤维素与氯乙酸(或氯乙酸钠)进行醚化反应。 [C6H7O2(OH)2ONa]n+nClCH2COONa→[C6H7O2(OH)2OCH2COONa ]n+nNaCl (2)反应体系为碱性，水的存在会使氯乙酸(钠)发生如下水解副反应ClCH2COOH+2NaOH→HOCH2COONa+NaCl+H2O ClCH2COOH +NaOH→HOCHOONa+NaCl ClC H2COONa+ H2O→HOCH2COOH+NaCl 副反应一方面消耗了氢氧化钠和氯乙酸，降低了产品的醚化度;另一方面产物中的羟乙酸钠和其它杂质造成成品的纯度下降。生产过程中纤维素、氢氧化钠、氯乙酸以及整个体系中的水分子都要有一个适当的比例。 二、羧甲基纤维素钠在应石油、天然气的钻井、采掘等工程上的应用 在石油勘探，开发过程中，从钻井所用的钻井液、固井液、完井修井所用的完井液、修井液及增产石油所用的压裂液，直到二次采油、三次采油所用的化学剂类，很多情况下都使用CMC。以钻井液用量最大（占40~60%），固井液占第二位，其次是压裂液。因为在钻井工
天然纤维、人造纤维、合成纤维
自然纤维人造纤维跟合成纤维的差别 4.1.1 天然纤维 大自然是一个绿色化工厂，为人类提供了麻、丝、毛、棉等天然纤维，知足了人们穿着的需要。这些天然纤维都来自功植物的有机化合物，主要成分都是纤维素。天然纤维分植物纤维和动物纤维两类。 1. 植物纤维 植物纤维的主要成分是纤维素，是β--葡萄糖C6H12O6(分子中碳1上的羟基和碳2上的羟基分辨在环的两面)的聚合物，包含约5000个该糖的单体，燃烧时生成二氧化碳及水，无异味，主要有棉，麻两类。 ①棉在显微镜下看到棉纤维呈修长略扁的卵形管状，由于空心，故吸湿性、透气性好，可吸汗又保暖，是做内衣的理想材料。 ②麻为实心棒状的长纤维，不卷曲，洗后仍挺括，适于做夏平民裳、蚊帐。 2. 动物纤维 动物纤维主成分为蛋白质，系角蛋白，因为不被消化酵素作用，故无养分价值。均呈空心管状结构，常用的有丝、毛两类。 ①丝纤维细长，由蚕分泌汁液在空飞中固化而成，通常一个蚕茧即由一根丝缠绕，长达1000m～1500m，强度高、有丝光、宜做夏季衬衫，是一种高等衣料。 ②毛纤维包括各种兽毛，以羊毛为主。纤维比丝纤维粗短。构成羊毛的蛋白质有两种，一种含硫较多，称为细胞间质蛋白，另一含硫较少叫做纤维质蛋白。后者排列成条，前者则像楼梯的横挡使纤维角蛋白衔接，两者形成羊毛纤维的骨架，有很好的耐磨和保暖功能，具有柔软、蓬松、保暖、恬静、容易卷曲等优点，合适做外衣和水兵服。只是容易发霉、遭虫咬。现在在羊毛织物内添加了避免虫蛀成分，使羊毛织物仍然受人喜爱。 用这些天然纤维纺成纱，织成布，制成衣服既能够保暖，又能防晒。由于天然纤维的导电传热才能差，加上纤维分子卷曲环绕、左右勾连，构成很多缝隙洞穴，包藏了不少空气，使热量不宜穿过纤维层。麻、丝毛、棉，同样是纤维，它们外貌有些类似，但结构有很大的差异。丝、毛放在火焰里，很快地卷曲起来，发出吱吱声，散出一股臭味；棉、麻燃烧起来像柴草，不臭味。棉、麻是植物纤维，它是碳、氢、氧组成的葡萄糖，焚烧以后生成二氧化碳和水，所以没有气息。丝、毛是动物纤维蛋白质，是由氨基酸组成的，除了碳、氢、氧外，还含硫和氮，熄灭当前天生的二氧化硫带有臭味。用这个方式就能把动物纤维和动物纤维差别开来。 4.1.2 人造纤维 1. 人造纤维的来源 自然纤维的资源有限，亚麻一年一熟，每10棵亚麻，只能剥到5Kg左右的亚麻皮；经由晒干去皮，只剩1Kg左右了。10条家蚕只能结10个茧，从10个茧中只能出5克左右蚕丝。羊毛一年剪一次，一只羊每年只能剪10kg左右羊毛。棉花一年播种－次，一亩棉田大概可收60kg皮棉。 蜘蛛在屋檐边、树丛间抽丝做网，捕获昆虫。这引起了法国迷信家卜翁的留神。他依据前人的论点，进行人工制丝的试验??把蜘蛛囊割破，挤出胶液，抽成细丝，制成了历史上第一副人造丝手套。 抽丝试验的成功，推动听们进一步去研讨纤维的结构。1884年，法国的席尔顿纳用硝酸处理木纤维，使它变成硝化纤维素，然后将它溶解在酒精或乙醚的溶刊
纤维素总结
一：纤维素的结构分类及应用： 1）纤维素的结构： 2）纤维素的分类： 根据其在特定条件下的溶解度,可以分级为:α—纤维素，β-纤维素，γ-纤维素，α—纤维素指的是聚合度大于200的纤维素,β-纤维素是指聚合度为10一200的纤维素,γ-纤维素是指聚合度小于10的纤维素。 3）纤维素的应用： 纤维素是一多羟基葡萄糖聚合物,经过特定的物理或化学改性后,具有不同的功能特性,可以粉状，片状，膜，纤维以及溶液等不同形式出现,因此用纤维素开发的功能材料极具灵活性及应用的广泛性。 3.1 高性能纤维材料： 纤维素纤维是现代纺织业的重要原料之一,同时也是纤维素化工和造纸业的重要原料，当前,纸己经成为社会发展的必需品,不仅大量应用于印刷，日用品及包装物,还可以用于绝缘材料，过滤材料以及复合材料等领域,具有广泛而重要的用途。 3.2 可生物降解材料
纤维素能够作为可降解材料的基材使用,因为纤维素具有很多独特的优点:(1)纤维素本身能够被微生物完全降解;(2)维素大分子链上有许多轻基,具有较强的反应性能和相互作用性能,使得材料便于加工,成本低,而且无污染;(3)纤维素具有很强的生物相容性;(4)纤维素本身无毒,可广泛使用，由于纤维素分子间存在很强的氢键,而且取向度和结晶度都很高,使得纤维素不溶于一般溶剂，高温下分解而不融,所以无法直接用来制作生物降解材料,必须对其进行改性，纤维素改性的方法主要有醋化，醚化以及氧化成醛，酮，酸等。纤维素生物降解材料应用广泛,例如园艺品，农，林，水产用品，医药用品，包装材料及光电子化学品等,这里要特别提出的是纤维素在医学，光电子化学，精细化工等高新技术领域应用的更好西川橡胶工业公司研制开发的纤维素，壳聚糖系发泡材料存在很好的应用前景,其特点是重量轻，绝热性好，透气，吸水等,这些特点使其广泛应用于农业，渔业，工业，包装，医疗等各个领域。 3.3 纤维素液晶材料： 天然纤维素及其衍生物液晶是一类新颖的液晶高分子材料，和其它的纤维素衍生物液晶相比,新型的复合型纤维素衍生物液晶在纤维素大分子链中引入了刚性介晶基元,使得控制其液晶性质能够成为现实"这同时就为开发具有特殊性能的液晶高分子提供了新的研究领域,并且其相应的理论基础研究对探索高分子液晶的形成也有十分重要的指导意义，另外,由于天然纤维素是自然界取之不尽，用之不竭的可再生天然高分子,那么在石油及能源日益枯竭的今天,我们就很有必
天然纤维
天然纤维（麻、棉、毛、丝）化学纤维（人造纤维和合成纤维）合成纤维的原料主要是石油、煤等化石资源，这些资源具不可再生性；人造纤维原料来源于天然纤维素、淀粉、蛋白质等可再生资源。 纤维：一种柔软细长形状的物体,长径比至少为10：1（纺织用一般大于1000：1），截面积小于0.05mm2，宽度小于0.25mm。 化学纤维包括人造纤维（再生蛋白质纤维，再生纤维素纤维，纤维素酯纤维，溶剂纺纤维纤维素和其他）和合成纤维（杂链纤维和碳链纤维）。 化纤长丝包括:单丝，复丝，捻丝，复捻丝，帘线丝，变形丝。 高性能纤维：具有高强度、高模量、耐高温、耐化学药品、耐气候等性能特别优异的一类新型纤维。 纤维的细度定义：纤维粗细程度。细度表示法：公制支数Nm：1克重的纤维所具有的长度米数，Nm↑→纤维越细‖旦数Dn：9000米长的纤维所具有的重量克数Dn↑→纤维越粗‖特Tex：1000米长的纤维所具有的重量克数；Tex ↑→纤维越粗。 他们关系如下：旦数×支数=9000；特数×支数=1000；旦数=9×特数；分特数=10×特数。细度测定方法：直接法（中段切取称重法）和间接法（振动仪或气流仪） 纤维的吸湿性定义：标准温湿度（20℃、65%相对湿度），纤维吸收或放出气态水的能力；纤维的吸湿性表示法：回潮率、含湿率。 纤维吸湿原因：1纤维大分子结构（亲水基团）2纤维结晶度3纤维表面吸湿 吸湿性大小：羊毛＞粘胶＞麻、蚕丝＞棉＞醋酯＞维纶、锦纶＞腈纶＞涤纶＞氯纶、丙纶增加吸湿方法：1化学改性：大分子上引入亲水基2物理改性：纤维中造成有规律的毛细孔3表面处理。 吸湿性检测方法：1直接测定法：烘箱法、红外线辐射法、吸湿剂干燥法、真空干燥法 2间接法测定法：电阻测试法、电容测试法。 回潮率是试样所含水的重量与干燥试样重量的百分比 含潮率是试样所含水量与为干燥试样重量的百分比 断裂强度：反映纤维质量的一项重要指标。断裂强度高，纤维在加工过程中不易断头、绕辊，最终制成的纱线和织物的牢度性；但断裂强度太高，纤维刚性增加，手感变硬。 纤维在干燥状态下测定的强度称干强度；纤维在润湿状态下测定的强度称湿强度。回潮率较高的纤维，湿强度比干强度低，粘胶纤维湿强度要比干强度低30％~50％。大多数合成纤维的回潮率很低，湿强度接近或等于干强度。 纤维的断裂伸长率一般用断裂时的相对伸长率表示，即纤维在拉伸至断裂时的长度比原来长度增加的百分数表示。 纤维的初始模量即弹性模量是指纤维受拉伸而当伸长为原长的1％时所需的应力。 初始模量表征纤维对小形变的抵抗能力。 纤维的回弹性：纤维在外力作用下伸长和释放外力后恢复到原始状态的能力称为回弹性。纤维回弹性的表示方法有两种：1一次负荷回弹性质---回弹率和弹性功2耐多次变形性：纤维在在多次增加和撤去负荷的过程中循环重复产生形变和发生回复。 纤维在外力作用下的形变总是滞后于应力，这种现象称为滞后现象，这是高聚物粘弹性的一种反映 纤维的热稳定性：1物理耐热性：表征纤维在升高温度下测得的机械性能的变化，这种变化在回复至常温时往往能够恢复（属于可复变化）2化学耐热性：表征纤维受热后，机械性能的不可复变化，这种变化是将纤维加热并冷却至常温后测得的，系聚合物发生了降解或化学变化所致。 影响纤维对高温作用的稳定性的因素如下： 1高聚物分子链的化学结构2大分子之间是否存在交联3分子间相互作用的强弱 4纤维受热时所处的介质(是否有氧和水分存在)5抗氧剂和热稳定剂的性质和含量。 纤维燃烧性能的指标：极限氧指数LOI、着火点温度T、燃烧时间t、火焰温度TB。 极限氧指数LOI：试样在氧和氮气的混合气中，维持完全燃烧所需的最低氧气体积分数。纤维染色性三要素：色亲和力、染色速度、纤维—着色剂的性质。 染料与纤维的结合：离子键、氢键、偶极、共价键。
壳聚糖纤维材料改性新进展
壳聚糖材料改性研究进展 摘要：壳聚糖以其独特的生物相容性、生物降解性、无毒性和生物活性等优异性能在各个领域具有广泛的应用前景。由于壳聚糖自身性能的局限性，科研工作者对其进行了改性研究，通过控制反应条件在壳聚糖上引入其他基团来改变其理化性质,本论文探讨的改性方法主要有酰化、酯化、烷基化、羧基化、季铵化、接枝共聚、交联改性、模板交联改性以及两亲性改性等,以便以后在壳聚糖改性等方面做出贡献。 关键字：壳聚糖，结构，改性 1 引言 壳聚糖(Chitosan)是甲壳素部分脱乙酰基后的产物，具有显著的生物生理活性和很多优秀的功能性质，在包括食品、化妆品、生物制药、农业、环境保护以及废水处理等很多领域中都得到了应用。但由于壳聚糖巨大的分子量和分子间、分子内部大量的氢键致使壳聚糖分子结构[1]紧密，只溶解于稀乙酸等酸性溶液中，形成透明状的黏液，使得壳聚糖的应用领域在很大程度上受到限制。因此，对壳聚糖采用一定的手段进行改性得到性质优良的壳聚糖改性材料并加宽其研究应用领域显得至关重要。 2 壳聚糖的结构 壳聚糖，化学名称：聚葡萄糖胺[(1，4)—2—氨基—2—脱氧—β—D—葡萄糖]，是由甲壳素经40％～60％浓碱加热至120～140℃处理1小时，脱去N—乙酰基的衍生物。一般而言，脱乙酰度超过55％的甲壳素即成为壳聚糖。随脱乙酰化度的不同，壳聚糖分子链中存在含量不同的2—N—乙酰基葡萄糖和2—氨基葡萄糖两种结构单元。壳聚糖的化学结构式如下图1所示。 图1 壳聚糖的结构式 3 壳聚糖的改性及研究
3.1 酰化改性 壳聚糖可与多种有机酸的衍生物如酸酐、酰卤等反应，可引入不同相对分子质量的脂肪族或芳香族的酰基进行改性。酰化反应既可在羟基上反应(O位酰化)生成酯，也可在氨基上反应(N位酰化)生成酰胺[2]，如下图2所示。壳聚糖的O位酰化反应是比较困难的，因为氨基的反应活性比羟基大，酰化反应首先在氨基上发生，因此要想得到O位酰化的壳聚糖衍生物，通常先将壳聚糖上的氨基用醛保护起来，再进行酰化反应，反应结束后脱掉保护基[3]。酰化改性后的产物的溶解度有所改善，它具有良好的生物相容性，是一种潜在的医用生物高分子材料。如脂肪族酰化产物可作为生物相容性材料，N—甲酰化产物可增强人造纤维的物理性能。 图2 壳聚糖N位酰化改性 孙涛等[4]通过低聚壳聚糖经N—酰化得到取代度相同的N—马来酰低聚壳聚糖和N—邻苯二甲酰低聚壳聚糖，其取代度均为0.25。结果表明，取代度相同，N—邻苯二甲酰低聚壳聚糖对OH、DPPH的清除能力优于N—马来酰低聚壳聚糖。这说明取代度相同时，取代基的结构会影响N—酰化低聚壳聚糖对自由基的清除活性。 3.2 酯化改性 壳聚糖上的羟基，尤其是环上的C 6 位羟基会与一些有机酸和无机酸发生酯化反应， 常见的反应有磷酸酯化和硫酸酯化。磷酸酯化通常是壳聚糖与P 2O 5 在甲磺酸中反应。此 种改性可用来制备交联树脂，进行离子吸附。高取代度的磷酸酯化壳聚糖可溶于水，低取代度的壳聚糖衍生物不能溶于水，磷酸酯化反应如图3所示。硫酸酯化试剂主要有浓 硫酸、SO 2、SO 3 、氯磺酸等，反应一般为非均相反应，通常发生在C 6 位的-OH 上。
羧甲基纤维素钠的应用及研究现状综述
羧甲基纤维素钠的应用及研究现状综述 姓名：陈伟光学号：09313004 班级：09制药工程学院：药学院 摘要：授甲基纤维素钠是一种应用广泛的工业产品。概述了其结构特性，并综述了其在食品、医药等行业的应用进展。 关键词：羧甲基纤维素钠；食品工业；医药工业；其他行业；应用 1 羧甲基纤维素钠 1．1、羧甲基纤维素钠及其性质 羧甲基纤维素钠，（又称:羧甲基纤维素钠盐，羧甲基纤维素，CMC，Carboxymethyl ，Cellulose Sodium,Sodium salt of Caboxy Methyl Cellulose）是当今世界上使用范围最广、用量最大的纤维素种类。 羧甲基纤维素钠(CMC)分子结构 由德国于1918年首先制得，并于1921年获准专利而见诸于世。此后便在欧洲实现商业化生产。当时只为粗产品，用作胶体和粘结剂。1936～1941年，羧甲基纤维素钠的工业应用研究相当活跃，发明了几个相当有启发性的专利。第二次世界大战期间，德国将羧甲基纤维素钠用于合成洗涤剂。Hercules公司于1943年为美国首次制成羧甲基纤维素钠，并于1946年生产精制的羧甲基纤维素钠产品，该产品被认可为安全的食品添加剂。上世纪七十年代我国开始采用，九十年代开始普遍使用。本品为纤维素羧甲基醚的钠盐，属阴离子型纤维素醚，为白色或乳白色纤维状粉末或颗粒，密度0.5-0.7克/立方厘米，几乎无臭、无味，具吸湿性。易于分散在水中成透明胶状溶液，在乙醇等有机溶媒中不溶。1%水溶液pH为6.5～8.5，当pH>10或<5时，胶浆粘度显著降低，在pH=7时性能最佳。对热稳定，在20℃以下粘度迅速上升，45℃时变化较慢，80℃以上长时间加热可使其胶体变性而粘度和性能明显下降。易溶于水，溶液透明；在碱性溶液中很稳定，遇酸则易水解，PH值为2-3时会出现沉淀，遇多价金属盐也会反应出现沉淀 1.2、羧甲基纤维素钠的制备 CMC通常是由天然纤维素与苛性碱及一氯醋酸反应后制得的一种阴离子型高分子化合物，分子量6400(±1 000)。主要副产物是氯化钠及乙醇酸钠。CMC属于天然纤维素改性。目前联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO) 已正式称它为“改性纤维素”。
最全面的改性纤维介绍
本文摘自再生资源回收-变宝网（https://www.360docs.net/doc/e012689166.html,） 最全面的改性纤维介绍 改性纤维又称功能性纤维，它是指借化学或物理的方法使常规化学纤维品种的某些性能（如吸湿性、染色性、抗静电性、阻燃性等）加以改进而派生的一系列新功能纤维的总称。 这类似于通常的橡胶改性，塑料改性等。通常，人们所穿的衣物是由纤维纺织而成，其原料可能是天然材料也可能来自人工合成，但是原料状态不一定完美，例如可能不太好染色，因此需要通过一系列方法对其进行改造，从而使纤维更加适合使用，此即为纤维改性在生活中最普遍的应用。 传统改性方法有化学法及物理法，近年来亦发展出生物法。改性纤维的历史 纤维材料的应用可追溯到公元前两三千年，当时的人们就知道通过动物的皮毛来进行纺丝，是人类文明发展的一个不可或缺的部分。 后来随着科技的发展，纤维材料在制造、加工、应用方面都得到了革命性的发展，同时新纤维材料也不断被成功开发，各种新型纤维不断出现，给人类的生活带来了翻天覆地的变化。 可是天然纤维的使用开始于古代，而人工合成的化学纤维只是在最近几十年才被开发出来。虽然化学纤维的历史很短，但其发展速度却非常之快，用途也越来越广泛。相比之下，天然纤维的发展则相对比较缓慢。实际上，现在应用于天然纤维上的许多新工艺和新技术首先是在化学纤维领域被开发出来，而后才逐渐被应用到天然纤维上。 天然纤维的使用开始于史前时期。史前的人类就开始利用亚麻植物上的麻纤维捻成纱线，然后织成面料。目前，主要有四种天然纤维：棉、蚕丝、亚麻和羊毛。
利用再生纤维（人造纤维）或合成纤维来提高生活质量，开始于粘胶纤维的产生。粘胶纤维作为第一个化学纤维，于1910年投人生产。 从那时起，就开始有很多种化学纤维被广泛应用于服装、室内装饰和工业用纺织品化学纤维具有很多天然纤维不具有的特性。每年人们都会在服装、室内装饰、医药卫生、工业用纺织品等领域发现化学纤维的一些新用途。以前，有很多服装设计师不喜欢使用化学纤维面料，但现在已有一些设计师成了化学纤维的狂热支持者，如：卡尔·拉格费。改性的思路 纤维材料改性的基本思路大都以最终目标性能为指导，充分利用或开发与之相适应的加工、改性方法，再进行设计和制备。 例如，对于天然纤维及生物质纤维材料，出于其本身的良好服用性能及特性，改性目标大都针对其某些弱点或拓展其功能化应用。原则上是要在保持其原有优异性能的前提下，赋予新的性能。 而对于合成纤维改性的主要目标是赋予其天然纤维的性能，或满足特殊性能的需要，如高强、高模、高弹、耐热及各种特殊功能等。简单点说就是给纤维加技能点。 为此，必须对天然纤维及合成纤维的结构与性能的关系有系统而深刻的了解。然而，模仿天然纤维并不是简单再现其组织结构，更重要的是通过对纤维的改性，模拟天然纤维的功能。 然而，出于纤维结构与性能错综复杂的关系，当采用某种方法改善某一种性能时，不可避免地会引起其他性能的变化。 如用共聚合改进疏水性合成纤维的吸湿性或染色性时，往往伴随熔点降低或强度下降。因此，在改性中必须防止纤维有价值的性质受到过多的影响．应在相互矛盾的效应中求得综合平衡或“加合效应”，使纤维材料获得更高的使用价值和更广泛的用途。
功能纤维改性的方法-XXX
功能纤维改性的方法 ——XXX 摘要：功能纤维指具有特殊功能的纤维的总称。简述了功能纤维的新发展，重点介绍功能性纤维的种类和改性方法，结合纤维材料改性的发展趋势，分析讨论了纤维改性中的问题及关注点。 在纤维的发展历史中, 棉、麻、毛、蚕丝是主要的四大天然纤维。直到19 世纪80 年代, 法国人发明硝酸纤维, 才开始了人造纤维的发展历史。20 世纪20 年代, 美国人发明锦纶合成纤维。不久涤纶、腈纶、维纶、丙纶、氨纶等许多产品相继问世。纤维材料的发展历程和技术进步如图1所示。 图1 纤维材料的发展历程与技术的进步 随着纤维技术的发展和积累，新技术与新的基础理论相结合，开始形成新纤维品种。近年，纤维科学界把高分子纤维、材料的高性能化、高功能化作为重要的研究方向，开发了一批具有高性能、高功能的新一代化学纤维。高功能纤维就是从高分子原料的合成、反应、结构及聚集态，到纤维成型的物理加工、高次结构的控制等方面研究出发，采用新的工艺技术和后加工技术，从而使纤维具有了
某种特殊功能。高功能纤维一般可分为仿真纤维、防护功能纤维、分离功能纤维、保健卫生功能纤维和传导性纤维五个大类[1]。 功能纤维是指除一般纤维所具有的物理机械性能以外，还具有某种特殊功能的新型纤维。所谓的特殊功能，指的是反渗透、分离混合气体、透析、超滤、吸附、吸油、离子交换、高效过滤、导光和导电等。功能纤维以其各自的特殊功能，在工业上分别得到相应的应用。比如说:纤维具有卫生保健功能(抗菌、杀螨、理疗及除异味等)；防护功能(防辐射、抗静电、抗紫外线等)；热湿舒适功能(吸热、放热、吸湿、放湿等)；医疗和环保功能(生物相容性和生物降解性)[2]。功能纤维的发展是现代纤维科学进步的象征。功能化纤维、差别化纤维和高性能纤维的发展为传统纺织工业的技术创新, 向高科技产业的转化创造了有利条件, 为人类生活水平的提高作出了贡献。 功能性纤维按照功能主要属性可分为以下四大类： 1.物理性功能其中电学功能有抗静电性、导电性、电磁波屏蔽性、光电性以及信息记忆性等；热学功能有耐高温性、绝热性、阻燃性、热敏性、蓄热性以及耐低温性等；光学功能有光导性、光折射性、光干涉性、耐光耐候性、偏光性以及光吸收性等；物理形态功能有异形截面形状、超微细和表面微细加工性等。 2.化学性功能如光降解性、光交联性、消异味功能和催化活性功能等。 3.物质分离性功能如分离性功能有中空分离性、微孔分离性和反渗透性等; 吸附交换功能有离子交换性、高吸水性、选择吸附性等。 4.生物适应性功能其中医疗保健功能如防护性、抗菌性、生物适应性等; 生物功能如人工透析性、生物吸收性和生物相容性。 功能性纤维按照功能分为六大类： 1.防护性纤维（主要包括抗静电、抗辐射、防紫外线、保温纤维） 防护功能纤维指利用现代科技手段制造的，在危害环境中能对人起防护作用的纤维材料。
纤维素的分类介绍
主要分为甲基纤维素（MC)，羟丙基甲基纤维素(HPMC），羟乙基纤维素（HEC），羧甲基纤维素（CMC） 附：HPMC与MC、HEC、CMC的应用区别 HPMC和MC是两种不同的产品。 1、甲基纤维素（MC）分子式 将精制棉经碱处理后，以氯化甲烷作为醚化剂，经过一系列反应而制成纤维素醚。一般取代度为 1.6~2.0，取代度不同溶解性也有不同。属于非离子型纤维素醚。 （1）甲基纤维素可溶于冷水，热水溶解会遇到困难，其水溶液在pH=3~12范围内非常稳定。与淀粉、胍尔胶等以及许多表面活性剂相容性较好。当温度达到凝胶化温度时，会出现凝胶现象。 （2）甲基纤维素的保水性取决于其添加量、粘度、颗粒细度及溶解速度。一般添加量大，细度小，粘度大，则保水率高。其中添加量对保水率影响最大，粘度的高 低与保水率的高低不成正比关系。溶解速度主要取决于纤维素颗粒表面改性程度和颗粒细度。在以上几种纤维素醚中，甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素保水率较高。 （3）温度的变化会严重影响甲基纤维素的保水率。一般温度越高，保水性越差。如果砂浆温度超过40℃，甲基纤维素的保水性会明显变差，严重影响砂浆的施工性。 （4）甲基纤维素对砂浆的施工性和粘着性有明显影响。这里的“粘着性”是指工人涂抹工具与墙体基材之间感到的粘着力，即砂浆的剪切阻力。粘着性大，砂浆的剪切阻力大，工人在使用过程中所需要的力量也大，砂浆的施工性就差。在纤维素醚产品中甲基纤维素粘着力处于中等水平。 2、羟丙基甲基纤维素（HPMC）分子式为 羟丙基甲基纤维素是近年来产量、用量都在迅速增加的纤维素品种。是由精制棉经碱化处理后，用环氧丙烷和氯甲烷作为醚化剂，通过一系列反应而制成的非离子型纤维素混合醚。取代度一般为 1.2~2.0。其性质受甲氧基含量和羟丙基含量的比例不同，而有差别。 （1）羟丙基甲基纤维素易溶于冷水，热水溶解会遇到困难。但它在热水中的凝胶化温度要明显高于甲基纤维素。在冷水中的溶解情况，较甲基纤维素也有大的改善。 （2）羟丙基甲基纤维素的粘度与其分子量的大小有关，分子量大则粘度高。温度同样会影响其粘度，温度升高，粘度下降。但其粘度高温度的影响比甲基纤维素低。其溶液在室温下储存是稳定的。 （3）羟丙基甲基纤维素的保水性取决于其添加量、粘度等，其相同添量下的保水率高于甲基纤维素。 （4）羟丙基甲基纤维素对酸、碱具有稳定性，其水溶液在pH=2~12范围内非常稳定。苛性钠和石灰水，对其性能也没有太大影响，但碱能加快其溶解速度，并对粘度销有提高。羟丙基甲基纤维素对一般盐类具有稳定性，但盐溶液浓度高时，羟丙基甲基纤维素溶液粘度有增高的倾向。
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）03–0767–07 DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2015.03.028 Progress in modification of cellulose and application LUO 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。由于纤维素具有无毒无害、可生物降解、相容性好、价格低廉且可再生等优点，人类对纤维素的利用一直在不断推陈致新，广泛用于食品、医药、建筑、造纸、废水处理、印刷、电子、日化等各个方面，纤维素的消耗一直呈递增趋势。随着人类环保意识的不断加深，纤维素及其衍生物的推广应用还将继续成为热点。 1纤维素的结构与性质 纤维素环状结构是由D-吡喃葡萄糖环以β-1,4 收稿日期：2014-08-20；修改稿日期：2014-10-15。 第一作者：罗成成（1990—），女，硕士研究生。联系人：王晖，教授，博士生导师。E-mail huiwang1968@https://www.360docs.net/doc/e012689166.html,。
羧甲基纤维素
实验六羧甲基纤维素的制备 一．实验目的 1．通过羧甲基纤维素的制备，加深对多糖高聚物——纤维素性质及其改性加工等知识的理解。 2．进一步熟练机械搅拌、回流加热、过滤、洗涤、干燥等技术。 二．实验提要 羧甲基纤维素(缩写CMC)是由天然纤维素经过化学改性而得到的具有醚结构的一种纤维素衍生物。因其不溶于水，所以常用的是其钠盐，即羧甲基纤维素钠(缩写CMC-Na)，习惯上仍简称CMC。 CMC是白色或微黄色粉末，无臭无味，有吸湿性，不溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂，溶于水，在水中形成透明胶体，CMC的许多用途，就是根据这一性质决定的。 CMC是一种用途广泛的精细化工产品。它广泛用于食品、医药、纺织印染、石油钻井、造纸、化妆品、制革和陶瓷等工业方面，可作为上浆剂、上光剂、乳化剂、调厚剂、悬浮剂、稳定剂、粘合剂、结晶生成的防止剂等。 工业生产CMC的原料多采用棉纤维，实验室可用滤纸或脱脂棉制备CMC，若改用稻草、纸浆或废棉花制备CMC更具有实用价值。 纤维素是β-D-葡萄糖以1，4甙键连接形成的高聚物，每个葡萄糖链节上有3个极性羟基，在碱的作用下可生成碱纤维素。 [C6H7O2(OH)2OH]n + n NaOH [C6H7O2(OH)2ONa]n+nH2O 碱纤维素在碱性环境中与氯乙酸发生醚化反应，便得CMC-Na。 [C6H7O2(OH)2ONa]n +n ClCH2COOH [C6H7O2(OH)2OCH2COOH]n +n NaCl 三．仪器和试剂 三颈瓶(250m1)、电动搅拌器、冷凝管、滴液漏斗、恒温水浴锅、热水漏斗、布氏漏斗、抽滤瓶、烧杯、锥形瓶、克氏烧瓶、水泵。 纯净棉花(或造纸浆泊)、95%乙醇、75%乙醇、26%氯乙酸酒精溶液、30%NaOH、乙酸。四．实验步骤 1．在三颈瓶中放入4g纸浆，加入75%乙醇100ml，搅拌。在剧烈搅拌下通过滴液漏斗缓缓加入30%NaOH 40ml，水浴回流温热(30～35℃)并继续搅拌30min。乙醇可促进碱对纤维的渗透与扩散。碱化过程温度不超过35℃，以防碱纤维发黄。 2．待碱纤维冷却至室温后通过滴液漏斗加入12.5ml氯乙酸的酒精溶液，在55℃水浴中搅拌回流45min，而后将温度升至70℃，回流加热搅拌1．5h。反应温度过高过低都不好，偏低会影响转化率，偏高则影响成品的吸水性及粘性。取小试样，能溶于水，说明反应完成。 3．趁热过滤，弃去滤液。将制成的CMC-Na粗制成品移入烧杯，在50℃水浴中加入95％乙醇100ml调成浆状，过滤，用少量95％乙醇洗涤(15ml×2)，直至产物不含NaCl (用AgNO3溶液检验)。 4．将产物在80℃水浴中减压蒸馏，回收醇，烧瓶中便为白色粉末状CMC-Na纯品。
羧甲基纤维素钠的生产工艺
我们都知道羧甲基纤维素钠属于天然纤维素改性，可以称它为“改性纤维素”。目前在食品、化工、石油等行业中都可以见到它，但是对于其合成的工艺大部分应该不是很了解，通过下文或许可以找到答案。 具体的生产工艺为：以纤维素为原料，采用两步法制备CMC-Na。先是纤维素的碱化过程，纤维素与氢氧化钠反应后生成碱纤维素，然后是碱纤维素与氯乙酸反应生成CMC-Na，称为醚化反应。 Cell-OH+NaOH->Ce11 O-Na++H20 之后碱纤维素与氯乙酸反应生成CMC，反应方程式如下： ClCH2COOH+NaOH->C1CH2COONa+H20 Ce11 0-Na++C1CH2C00-->Ce11-OCH2C00-Na 该反应体系必须为碱性。该过程属于Williamson醚合成法。反应机制为亲核取代。反应体系属碱性，在水的存在条件下伴随一些副反应，如羟乙酸钠、羟乙酸等副产物生成，由于副反应的存在，会增加碱和醚化剂的消耗，进而降低醚
化效率；同时，副反应中会生成羟乙酸钠、羟乙酸和更多的盐类杂质，造成产物的纯度和性能降低。想要抑制副反应，不仅要合理用碱，控制水系用量、碱的浓度和搅拌方式，以碱化充分为目的，同时还要考虑到产品对黏度和取代度的要求，综合考虑搅拌速度、温度控制等因素，提高醚化速率，抑制副反应发生。 按醚化介质的不同，CMC-Na的工业生产可分为水媒法和溶媒法两大类。以水作为反应介质的方法叫做水媒法，用于生产碱性中低档CMC-Na。以有机溶剂作为反应介质的方法，叫做溶媒法，适用于生产中高档CMC-Na。这两种反应都属于捏合法工艺，下面来详细了解一下： （一）水媒法 是一种较早的工业生产工艺，该方法是将碱纤维素与醚化剂在游离碱和水的条件下进行反应。碱化和醚化过程中，体系中没有有机介质。水媒法设备要求较为简单，投资少、成本低。缺点是缺乏大量液体介质，反应产生的热量使温度升高，加快了副反应的速度，导致醚化效率低，产品质量差等。该方法用于制备中低档CMC-Na产品，如洗涤剂、纺织上浆剂等。 （二）溶媒法
8羧甲基纤维素的合成
实验8 羧甲基纤维素的合成 一、实验目的 了解纤维素的化学改性、纤维素衍生物的种类及其应用 实验原理 天然纤维素由于分子间和分子内存在很强的氢键作用，难以溶解和熔融，加工成型性能差，限制了纤维素的使用。天然纤维素经过化学改性后，引入的基团可以破坏这些氢键作用，使得纤维素衍生物能够进行纺丝、成膜和成型等加工工艺，因此在高分子工业发展初期占据非常重要的地位。纤维素的衍生物按取代基的种类司·分为醚化纤维素(纤维素的羟基与卤代烃或环氧化物等醚化试剂反应而形成醚键)和酯化纤维素(纤维素的羟基与羧酸或无机酸反应形成酯键)。羧甲基纤维素是一种醚化纤维素，它是经氯乙酸和纤维素在碱存在下进行反应而制备的。 由于氢键作用，纤维素分子有很强的结晶能力，难以与小分子化合物发生化学反应，直接反应往往得到取代不均一的产品。通常纤维素需在低温下用Na0H溶液进行处理，破坏纤维素分子间和分子内的氢键，使之转变成反应活性较高的碱纤维素，即纤维素与碱、水形成的络合物。低温处理有利于纤维素与碱结合，并可抑制纤维素的水解，碱纤维素的组成将影响到醚化反应和醚化产物的性能。纤维素的吸碱过程并非是单纯的物理吸附过程，葡萄糖单元的羟基能与碱形成醇盐。除碱液浓度和温度外，某些添加剂也会影响到碱纤维素的形成，如低级脂肪醇的加入会增加纤维索的吸碱量。 醚化剂与碱纤维素的反应是多相反应，醚化反应取决于醚化剂在碱水溶液中的溶解和扩散渗透速度，同时还存在纤维素降解和醚化剂水解等副反应。碘代烷作为醚化剂，虽然反应活性高，但是扩散慢、溶解性能差：高级氯代烷也存在同样问题。硫酸二甲酯溶解性好，但是反应效率低，只能制备低取代的甲基纤维素。碱液浓度和碱纤维素的组成对醚化反应有很大影响，原则上碱纤维素的碱量不应超过活化纤维素羟基的必要量，尽可能降低纤维素的含水量也是必要的。 醚化反应结束后，用适量的酸中和未反应的碱以终止反应，经分离、精制和干燥后的得到所需产品。 羧甲基纤维素是一种聚电解质，能够溶于冷水和热水中，广泛应用于涂料、食品、造纸 和日化等领域。 三、化学试剂和仪器 化学试剂：95％异丙醇，甲醇，氯乙酸，氢氧化钠，微晶纤维素或纤维素粉，盐酸。 反应监测：0．1mol／L标准NaOH溶液，0．1mol／L标准盐酸溶液，酚酞指示剂，AgNO3溶液，PH试纸。 仪器设备：机械搅拌器，三口烧瓶，酸式滴定管，温度计，锥形瓶，通氮装置，研钵。四、实验步骤 纤维素的醚化：将10-20份95％异丙醇和1.64份45％NaOH水溶液加入到装有机械搅拌器的三口烧瓶中，通入氮气并开动搅拌，缓慢加入1份微晶纤维素(6g)，于30℃剧烈搅拌40 min，即可完成纤维素的碱化。将氯乙酸溶于异丙醇中，配制成75％的溶液，向三口瓶中加入1.14份该溶液。充分混合后，升温至75℃反应40 min。冷却至室温，用10％的稀盐酸中和pH 为4，用甲醇反复洗涤除去无机盐和未反应的氯乙酸。干燥，粉碎，称重，计算取代度。五、扩展部分 取代度的测定：用70％的甲醇溶液配制lmol／L的HCl／CH3OH溶液，取0.5 g醚化纤维素
纤维素改性技术研究现状.
纤维素改性技术研究现状 摘要介绍了纤维素的改性反应，主要对近年来纤维素及其衍生物的接枝共聚技术的研究现状作综述。概述了纤维素结构及纤维素反应的特征，描述了一些以纤维素为基体的接枝共聚技术，包括传统的接枝共聚技术，对近来发展的可控枝技术、优化结构的功能集团的引用技术作重点阐述。 关键词纤维素改性接枝研究现状 The Research Aactuality of C ellulose’s Modifying Techologies Abstract Introduct cellulose's modifying reactions and the recent advances in graft polymerisation tech-niques involving cellulose and its derivatives are primary. It summarises some of the features of cellulose structure and cellulose reactivity. Also described are the various techniques for grafting synthetic polymers from the cellulo-sic substrate. In addition to the traditional grafting techniques, we highlight the recent developments in polymer synthesis that allow increased control over the grafting process and permit the production of functional celluloses that possess improved physical properties and chemical properties。 Keywords chemical modification of cellulose; graft; research actuality Contents 1 Introduction 2 The Molecule Structure of Cellulose 3 The Modifying Reaction of Cellulose 3.1Chemical Modifying 4 Cellulose Graft 4.1 Free Radicel Graft Copolymerisation 4.2Ionic Graft Polymerisation 4.3Ring Opening Polymerisation 4.4The End Radicel Coupling 4.5Living and Controling Free Radicel Polymerisation 5 Conclusions and Outlook 收稿：××××年××月。收修改稿：××××年××月 * 国家自然科学基金资助项目(No. xxxxxxxx) * * Corresponding author e-mail: aaa@https://www.360docs.net/doc/e012689166.html,
羧甲基纤维素钠行业由量及质实现飞跃
羧甲基纤维素钠行业由量及质实现飞跃 中国羧甲基纤维素钠（CMC）行业正处于健康发展阶段，近10年的大规模技术改造使中国CMC工业产生了飞跃。 据中国化工报12月18日报道，“CMC（羧甲基纤维素钠）行业正处于健康发展阶段。”中国纤维素醚行业协会秘书长丁长银于12月10日在中国氯碱工业协会和中国氯碱网举办的第五届氯乙酸论坛上作出如上判断。他指出，经过40年的发展，尤其是最近10年的大规模技术改造，中国CMC工业产生了飞跃，为参与国际竞争奠定了坚实的基础。 CMC是产销量最大的一类纤维素醚产品，也是氯乙酸主要的下游产品之一。2008年国内CMC 销售量为7.8万吨，销售额为15亿元；出口量为3.8万吨，创汇约9,000万美元。随着经济的逐步复苏，CMC正走出全球金融危机带来的巨大影响，预计2010年中国CMC需求量将达12万-13万吨。中国 CMC健康发展主要受到以下几方面有力支撑。 ----市场空间巨大 CMC具有增稠、分散、悬浮、乳化、保护胶体等作用，且在生理上无害，因此在食品、医药、个人保护品、石油、造纸、陶瓷、建筑等领域得到广泛的应用，素有“工业味精”之称。自上世纪90年代以来，随着中国经济持续稳定增长，极大拓展了CMC的需求，使中国CMC工业迅速发展。目前，CMC在食品领域的消费量已达到3.8万吨，约占总产量三分之一。随着中国经济的发展以及经济的全球化，CMC潜在的市场空间巨大。 ----企业规模上台阶目前国内许多CMC厂家已通过技改，扩建形成了5，000吨/年的生产线，并正在建设万吨级装置。与此同时，耗能大、产品质量差的落后生产厂正逐步淘汰，使中国CMC工业竞争能力提高。目前国内5，000吨/年以上的CMC企业有10多家，占行业生产能力的90%。 ----产品质量向国际靠拢中国CMC产品质量正在向国际先进水平靠拢。纯品级CMC的生产能力、销售量已占国内市场的95%以上；食品级CMC从低黏度到超高黏度品种齐全，质量已完全能满足国内各类食品厂家的需要，高纯度（99%、99.5%）的食品级CMC也能大量生产，并且每月能有数百吨的出口；石油级CMC在国际市场上也得到了世界石油钻井勘探公司的认可；造纸级CMC不论是在内在质量、还是在外观方面，都为国内造纸行业包括外资、合资在华企业所接受。 ----原材料供应充裕目前CMC的主要原料烧碱和氯乙酸供应充足，且产品质量能有保障。高质量的离子膜法烧碱能够满足CMC的质量要求。另外醚化剂氯乙酸的质量，由于国内厂家