纤维素热塑改性研究进展
棉纤维素基材料的改性及性能研究报告

棉纤维素基材料的改性及性能研究报告棉纤维素是一种重要的天然纤维素基材料,具有良好的生物可降解性、可再生性和可持续性,因此在许多领域都有广泛的应用。
然而,棉纤维素的应用受到其特性的限制,例如低机械强度、吸湿性差和热稳定性差等。
为了克服这些限制,研究人员进行了大量的改性研究,并取得了一系列重要的进展。
1. 改性方法棉纤维素的改性方法主要包括物理改性和化学改性两种。
物理改性方法包括机械处理、热处理和辐射处理等,通过改变纤维素的结构和形态来改善其性能。
化学改性方法包括酯化、醚化、氨化和磺化等,通过引入功能基团或改变纤维素的化学结构来改善其性能。
2. 改性效果改性后的棉纤维素材料在机械性能、吸湿性、热稳定性和生物降解性等方面都得到了显著提高。
例如,经过物理改性处理后的棉纤维素材料具有更高的机械强度和模量,可以满足一些特殊应用的需求。
化学改性可以使棉纤维素材料具有更好的吸湿性和热稳定性,适用于纺织、造纸和包装等领域。
此外,改性后的棉纤维素材料仍然保持了良好的生物降解性,对环境友好。
3. 性能研究对改性棉纤维素材料的性能研究主要包括力学性能测试、吸湿性测试、热稳定性测试和生物降解性测试等。
力学性能测试可以通过拉伸试验、弯曲试验和冲击试验等方法来评估材料的机械性能。
吸湿性测试可以通过浸水试验和湿热试验等方法来评估材料的吸湿性能。
热稳定性测试可以通过热重分析和差示扫描量热法等方法来评估材料的热稳定性。
生物降解性测试可以通过培养基培养和土壤埋藏等方法来评估材料的降解性能。
4. 应用前景改性棉纤维素材料具有广阔的应用前景。
在纺织领域,改性棉纤维素可以用于制备高强度、高吸湿性和高透气性的纺织品。
在造纸领域,改性棉纤维素可以用于制备高强度、高光泽度和高印刷性能的纸张。
在包装领域,改性棉纤维素可以用于制备可降解的包装材料,减少对环境的污染。
此外,改性棉纤维素还可以应用于生物医学领域、食品包装领域和电子领域等。
总之,棉纤维素基材料的改性及性能研究是一个重要的研究方向。
纤维素的塑性加工进展

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。
醋酸纤维素塑料的化学改性及性能改善研究

醋酸纤维素塑料的化学改性及性能改善研究醋酸纤维素(Cellulose Acetate,简称CA)是一种常见的生物基塑料,具有良好的可再生性、生物降解性和可溶性等特点。
然而,由于醋酸纤维素本身存在的一些缺陷,限制了其在一些特殊应用领域的广泛应用。
因此,对醋酸纤维素进行化学改性已成为提高其性能的重要途径。
本文将围绕醋酸纤维素塑料的化学改性和性能改善展开讨论。
一、醋酸纤维素塑料的化学改性方法1. 乙酸酐化乙酸酐化是常用的醋酸纤维素化学改性方法之一,其过程是通过将醋酸与醋酸纤维素反应,使纤维素亲水性增强,降低分子量,从而改善纤维素的可加工性和生物降解性。
2. 硝化硝化是将醋酸纤维素暴露在硝酸等强酸条件下,使其发生硝化反应,引入硝基基团。
硝基纤维素具有优异的透明性、热稳定性和高拉伸强度。
此外,硝化醋酸纤维素还可以通过还原反应制备硝基纤维素炸药。
3. 丙酮法丙酮法是将醋酸纤维素置于丙酮等溶剂中,通过丙酮的脱去乙酸酐来改性化合物。
丙酮法改性后的纤维素具有更好的溶解性和可加工性,适用于制备纤维素膜和纤维素纸。
二、醋酸纤维素塑料性能改善研究1. 强度增强醋酸纤维素塑料在其改性过程中,可以引入一些增强材料,如纳米纤维素、纳米氧化硅等,通过增强材料的加入,提高纤维素塑料的力学强度和抗拉强度。
2. 耐热性改善醋酸纤维素本身的熔点较低,容易在高温下熔化和分解。
为了提高醋酸纤维素塑料的耐热性,可以采用添加剂的方法,如纳米氧化硅、纳米二氧化硅等,这些添加剂能够有效地提高醋酸纤维素塑料的热稳定性和耐热性。
3. 生物降解性改善醋酸纤维素塑料具有良好的生物降解性,然而,其降解速度较慢。
为了改善醋酸纤维素塑料的生物降解性,可以通过添加生物降解剂等方法来加速其降解过程,从而减少对环境的污染。
4. 可加工性改善醋酸纤维素塑料的可加工性较差,常常需要高温和高压条件下进行加工。
为了改善其可加工性,可以采用增塑剂的方法,如环氧化醋酸酯等,这些增塑剂能够在一定程度上提高醋酸纤维素塑料的可塑性和可加工性。
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。
纤维增强热塑性复合材料拉挤成型工艺研究进展

纤维增强热塑性复合材料拉挤成型工艺研究进展摘要:随着低碳经济、碳中和等环保理念的呼声不断高涨,低能耗、可回收的高性能复合材料的需求量不断增加。
高性能复合材料可作为关键的轻型承重材料,应用于风力涡轮机叶片根部加强件、高压绝缘子芯棒和建筑应用中的梁等。
不同于热固性拉挤成型复合材料,热塑性复合材料不需要化学固化,生产效率高、污染小、原材料利用率高,且制件具有可回收、可焊接、使用寿命长的特点,因此国内外都在积极开展高效率、低成本的热塑性复合材料生产工艺的研究。
基于此,本文章对纤维增强热塑性复合材料拉挤成型工艺研究进展进行探讨,以供相关从业人员参考。
关键词:纤维增强热塑性复合材料;拉挤成型工艺;研究进展引言纤维增强热塑性复合材料比热固性树脂复合材料具有更高的比强度和冲击强度,不需要特殊的储存和运输条件,易于维修和可回收再加工。
因此热塑性复合材料在加工性、效率、全寿命周期内的环保性和成本都明显优于热固性复合材料。
碳纤维增强热塑性聚合物复合材料是树脂基复合材料的发展方向,具有广阔的应用前景。
一、拉挤成型工艺拉挤成型工艺由于其生产效率高、拉挤制品纤维含量高、原材料成本低等优点被广泛应用于各种复合材料的生产制造中。
将拉挤成型工艺与热塑性复合材料相结合可充分发挥复合材料的优势,实现各种断面和空腔型材的高效生产。
热塑性树脂普遍存在黏度大的问题,导致了纤维浸渍困难,因此纤维增强热塑性复合材料拉挤成型工艺的改进方向主要集中在纤维浸渍方式上。
根据浸渍方式不同将热塑性复合材料拉挤成型工艺分为非反应型拉挤成型工艺和反应型拉挤成型工艺两大类。
从目前生产应用的角度来看,非反应型拉挤成型过程部分浸渍工艺与热固性复合材料拉挤成型工艺相似,技术更加成熟,设备投资也相对降低,因此应用更加广泛,而反应型拉挤成型工艺对生产设备要求高,技术难度较大,因此应用范围相对较小。
二、纤维增强热塑性复合材料特点复合材料基本上是一种新型材料,在对两种性质不同的材料进行物理或化学处理后进行加工,其性质相对较高。
纤维素纤维改性技术对织物手感的影响

纤维素纤维改性技术对织物手感的影响纤维素纤维作为天然高分子材料,因其具有良好的生物可降解性、优异的吸湿性和透气性等特性,被广泛应用于纺织行业。
然而,纤维素纤维存在一些不足,如强度低、耐磨性差、易变形等,限制了其在某些领域的应用。
因此,对纤维素纤维进行改性处理,以改善其性能,成为近年来研究的热点。
本文将重点讨论纤维素纤维改性技术对织物手感的影响。
1. 纤维素纤维的性质与改性技术1.1 纤维素纤维的性质纤维素纤维是天然纤维的一种,其主要来源为棉花、木材、竹浆等。
纤维素纤维具有良好的生物可降解性、优异的吸湿性和透气性,同时具有较高的断裂伸长率和较低的强度。
然而,纤维素纤维的耐磨性、抗皱性、染色性等较差,限制了其在高档纺织品领域的应用。
1.2 纤维素纤维的改性技术为了改善纤维素纤维的性能,研究人员开发了多种改性技术,主要包括化学改性、物理改性和生物改性等。
1)化学改性:通过在纤维素纤维分子结构中引入其他原子或原子团,从而改善纤维的性能。
化学改性方法包括酯化、醚化、酰化等。
2)物理改性:通过物理方法对纤维素纤维进行处理,如热处理、超声波处理、辐射处理等,以改变纤维的结构和性能。
3)生物改性:利用生物酶对纤维素纤维进行处理,从而改善其性能。
生物改性方法包括酶处理、微生物发酵等。
纤维素纤维改性技术对织物手感的影响主要表现在以下几个方面:2.1 柔软性纤维素纤维改性技术可以显著改善织物的柔软性。
通过化学改性,如酯化、醚化等,可以引入亲水性基团,提高纤维的柔软性。
此外,物理改性方法如热处理、超声波处理等,也可以改变纤维的结构,使其更加柔软。
2.2 滑爽性纤维素纤维改性技术对织物的滑爽性也有显著影响。
通过化学改性,如引入疏水性基团,可以提高纤维的滑爽性。
物理改性方法如辐射处理,可以使纤维表面产生一定的凹凸不平,从而提高织物的滑爽性。
2.3 弹性纤维素纤维改性技术可以提高织物的弹性。
通过化学改性,如引入交联剂,可以形成三维网络结构,提高纤维的弹性。
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
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。
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注 射 、 塑加 工 纤 维 素基 可 降解 材 料具 有 很 好 的应 用 前 景 。综 述 了近 年 来 纤 维 素 热 塑 改 性 的 主 要 方 法 及 进 展 , 要 模 主 包 括纤 维 素 化 学改 性 和 通 过 接枝 改 性 使 其 内部 塑 化 , 析 了改 性 纤 维 素 内增 塑制 备 可 降 解 材 料各 方法 的优 缺点 。 分 关键 词 纤维 素 热塑性 接枝 应 用
c luo e i rpaa in b o e r d b e ma e as Th y t e i ft r o l si el l s ssg i c n rU n s li g el ls n p e r t id ga a l tr l . e s n h sso m p a tc c l o e i in f a tf Si ovn o i he u i o
tee e y r o reade v o m na i u st og a ioa t h iussc s x ui ,net nm li r— h nr , suc n ni n e t se , ru ht d i le nq e ha t s n i ci od gpo g e r ls h r tn c u er o j o n
第2 4卷第 1 2期 21 0 0年 1 2月
化 工B T IU
Ch em ia n s r mes c lI du ty Ti
Vo12 No. 2 . 4, 1 De 1 201 c. 2. 0
d i1 . 9 9 ji n 1 0 o :0 3 6 /. s .0 2—14 . 0 0 1 . 1 s 5 X 2 1 .2 0 3
随着 化石资源 的逐渐枯竭 , 以及废弃 化纤纺织 品
造成 的环境 问题 日益严 重 , 开发利 用天然 的可再生纤
碱 液/ 素等为 溶剂 的纺丝 工 艺 的发展 。然 而 , 尿 通过
干湿 法工艺 加工 的方 法生 产 流程 长 、 源消耗 大 、 能 生 产成本 高 、 境污染 压力大 … 。 环 纤 维素 分子 中含有 大量 的羟基 , 易于形成分 子 内
( e a met f ow vnMa r l, o eeo e te Taj o t h i U i ri , i j 0 10 D pr n o n oe t i s C l g f x l, i i P l e nc nv sy Ta i 3 0 6 ) t N ea l T i nn y c e t nn
纤 维 素 热 塑 改 性 研 究 进 展
邓 文键 关克 田 庄 旭 品 程 博 闻
( 天津工业 大学纺织学 院 , 津 3 0 6 ) 天 0 10
摘 要 热 塑 性纤 维 素 的合成 在解 决 人 类所 面临 的 能 源 、 源 和环 境 问 题 方 面 具 有 重 要 意 义 , 过 传 统 工 艺 如 挤 出 、 资 通
l d f d c luo e,c l l s n t e v tv s wih o h rp lme s be d n e itr a lsiia in o e l— y mo i e el ls i e l o e a d i d r aie t t e oy r ln s a d t n e n lp a tcz t fc l u s i h o u l s h o g atn e p ca l ic s e h d a tg s a d d s d a tg s o e i e n lp a t ia in o o i e o e t r u h g fi g, s e il d s u s d t e a v nd f d r y h c o i
Absr c I r e o ma e c lu o e t e mo l si n r c s a l t e mo i c t n tc n lg n r ge s o t a t n o d rt k el ls h r p a tc a d p o e s b e,h df ai e h o o y a d p o r s f i o te mo lsi el ls r e i we n t i a e .Th r r r eman mo i c to t tge o el l s c e c l h r pa t c lu o ea er ve d i h sp p r c e ea e t e i d f ain sr e isfrc l o e: h mia - h i a u
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