竹醋酸纤维素膜的制备及其性能研究
吸水树脂_醋酸纤维素膜的制备及性能研究
收稿日期:1996—11—27;修改稿收到日期:1997—01—09*通讯联系人。
研究简报吸水树脂——醋酸纤维素膜的制备及性能研究李 青*(天津大学化工学院催化科学与工程系,天津 300072)亢茂德(西北大学化工系,西安 710069)摘 要本文研究了以吸水树脂(ARW )为致孔剂的吸水树脂——醋酸纤维素膜的成膜规律和性能。
讨论了制膜液中吸水树脂含量、粒度,以及添加剂与膜性能的关系。
关键词 醋酸纤维素(CA ) 吸水树脂 致孔剂 膜性能Preparation and Characterization of ARW——Cellulose Acetate MembraneLi Qing(Departmen t of Catalytic Science and Engin eering,College of Ch emicalE ngineering and T echnolog y ,T ian jin Univer sity 300072)Kang M aode(Department of Chem ical Engineerin g ,Northw es t Un ivers ity,Xian 710069)AbstractThe Preparation and properties of A RW ——Cellulose acetate membrane w ere studied in this paper .The effect of ARW co ntent ,size and additives on the perfor-mance of m em br ane w ere discussed .Keywords cellulose acetate ARW hole —fo rming substance per for mance o fmembrane1997年11月No v.1997 化 学 工 业 与 工 程CHEM ICAL IN D U ST RY A N D EN GIN EERIN G 第14卷 第4期V o l.14 No.4 由醋酸纤维素制成的膜具有高效、抗污染、应用广泛等特性[1、2]。
醋酸纤维素薄膜电泳原理
醋酸纤维素薄膜电泳原理醋酸纤维素薄膜电泳是一种常见的电泳技术，它利用醋酸纤维素薄膜作为分离介质，将带电粒子在电场作用下进行分离。
其原理如下：1. 醋酸纤维素薄膜制备首先需要制备醋酸纤维素薄膜。
通常采用将醋酸纤维素溶解于有机溶剂中，然后涂布在玻璃板或硅片上，通过挥发有机溶剂使得溶液中的醋酸纤维素形成均匀的薄膜。
2. 薄膜上形成静电场接着，在制备好的醋酸纤维素薄膜上形成一个静电场。
通常使用高压直流电源将两个金属极板连接到两端，然后将极板放置在离玻璃板或硅片一定距离的位置上。
这样就可以在玻璃板或硅片表面形成一个强大的静电场。
3. 样品准备样品需要经过处理才能进行分离。
通常需要将样品溶解在缓冲液中，并加入适量的表面活性剂以保持样品的稳定性。
此外，还需要将样品进行染色以便于观察。
4. 样品注入将处理好的样品注入到醋酸纤维素薄膜上，让其在静电场作用下进行分离。
通常使用注射器或微量泵进行样品注入。
5. 分离过程在静电场作用下，带电粒子会受到电场力的作用，向着极板移动。
不同大小、不同电荷的粒子会受到不同的力，从而发生分离。
这个过程需要一定时间，通常需要几十分钟到几小时才能完成。
6. 结果分析通过观察醋酸纤维素薄膜上的色带可以得到分离结果。
不同大小、不同电荷的粒子会形成不同位置和形状的色带。
通过比对标准样品可以确定待测物质的种类和浓度。
总之，醋酸纤维素薄膜电泳是一种基于静电场作用下带电粒子分离原理的技术。
它具有高效、高灵敏度、高分辨率等优点，被广泛应用于生物学、化学、环境科学等领域。
醋酸纤维素正渗透膜的制备及性能研究
醋酸纤维素正渗透膜的制备及性能研究李国亮;王军;赵长伟;侯得印;刘会娟【摘要】以醋酸纤维素(CA)为膜材料,涤纶网(PET)为增强材料,用相转化法制备一种正渗透膜.结果表明,所制得的膜为PET嵌入的非对称膜,厚度约为127μm,断裂强度为37.86 N.该膜具有较好的亲水性,接触角为51.4°,孔隙率为74.2％;在pH为2～11的范围内可长时间保持性能稳定;抗污染性能优异,经简单物理清洗后可基本恢复原始通量;以0.2 mol/L NaCl溶液为原料液,1.5 mol/L的葡萄糖溶液为汲取液,对膜性能测试结果表明:在正渗透(FO)模式下,水通量和截盐率分别为3.78 L/(m2·h)和95.65％;在PRO模式下,水通量和截盐率分别为5.34 L/(m2·)和96.25％.FO模式与PRO模式的水通量比为0.71,表明膜具有较低的内浓差极化效应(ICP).%A cellulose acetate forward osmosis (FO) membrane enhanced by polyethylene terephthalate (PET) mesh was fabricated via a phase inversion process.The obtained PET mesh embedded membrane shows asymmetric structure with the thickness of 127 μm.The mechanical strength is as high as 37.86 N.The high hydrophilic membrane has a contact angle of51.4°,and the porosit y reaches to 74.2％.The membrane performance shows long term stability after being immersed in the solutions with the pH in the range of 2 to 11.The membrane has a well organic fouling resistance and the permeability can be completely recovered by simple cleaning.The performance of the membrane was tested using 0.2 mol/L NaCl as the feed solution and 1.5 mol/L glucose as the draw solution.The membrane displayed a water flux of 3.78 L/(m2 · h) and salt rejection of 95.65 ％ in forward osmosis mode.While in pressure retarded osmosis(PRO) mode,the water flux was 5.34 L/(m2 · h) and salt rejection96.25％.The high ratio (0.71) of water flux in the mode of FO in that of PRO indicates that the fabricated membrane has a lower degree of internal concentration polarization(ICP).【期刊名称】《膜科学与技术》【年(卷),期】2017(037)001【总页数】8页(P92-99)【关键词】正渗透;醋酸纤维素;涤纶网;渗透性;耐酸碱性;膜污染【作者】李国亮;王军;赵长伟;侯得印;刘会娟【作者单位】中国科学院生态环境研究中心环境水质学重点实验室,北京100085;中国科学院生态环境研究中心高浓度难降解有机废水处理国家工程实验室,北京100085;中国科学院大学,北京100049;中国科学院生态环境研究中心环境水质学重点实验室,北京100085;中国科学院生态环境研究中心高浓度难降解有机废水处理国家工程实验室,北京100085;中国科学院大学,北京100049;中国科学院生态环境研究中心环境水质学重点实验室,北京100085;中国科学院生态环境研究中心高浓度难降解有机废水处理国家工程实验室,北京100085;中国科学院生态环境研究中心环境水质学重点实验室,北京100085;中国科学院生态环境研究中心高浓度难降解有机废水处理国家工程实验室,北京100085;中国科学院生态环境研究中心环境水质学重点实验室,北京100085;中国科学院生态环境研究中心高浓度难降解有机废水处理国家工程实验室,北京100085【正文语种】中文【中图分类】X703.1随着人口的增长和经济的发展，能源、资源和环境污染问题越来越突出.其中，水资源短缺和水环境污染问题日益显著，促使人们开发各种水处理技术，解决日益严峻的水环境问题.膜分离技术具有分离效率高、设备简单、操作方便、过程无相变等优点，近年来发展迅速，也是当前和未来水质净化处理的发展方向和必然趋势[1].常规的以压力驱动的膜过程对设备要求高，能耗大，膜表面易形成滤饼层污染，不易清洗[2].与此不同，正渗透(FO)过程以膜两侧溶液的渗透压差为驱动力，水自发地从较高水化学势一侧通过膜流向较低水化学势一侧[3]，具有操作过程方便，对设备要求简单，能耗低，污染小，回收率高等特点[4].作为一种环境友好的水处理技术，FO过程在废水处理、水纯化、海水淡化、食品加工、药物缓释、渗透发电及航天水设备等方面得到了大量的研究[5]，具有广泛的应用前景.然而，目前FO技术仍处于试验开发的初步阶段，内浓差极化(ICP)、汲取剂及其返向渗透和膜污染等问题仍是限制FO技术应用的关键问题[6-9].醋酸纤维素(CA)类物质是一种廉价易得，无毒无害的材料，在FO膜领域研究广泛.Liu等[10]研究了三醋酸纤维素FO膜制备过程中各因素对膜性能的影响；Sairam等[11]制备了一种CA膜，用MgSO4作汲取剂进行了脱盐研究；Wang 等[12]制备了一种双皮层的FO膜，实验结果表明该膜具有较小的内浓差极化效应.本文以CA为膜材料，采用相转化法制得了一种PET增强膜，对膜的形貌、机械强度及亲水性和孔隙率进行了表征；并对膜的耐酸碱，抗污染及脱盐性能等进行了研究.1 实验部分1.1 实验材料与仪器材料：醋酸纤维素(CA)，N-甲基吡咯烷酮(NMP)，丙酮，葡萄糖，氯化钠，盐酸，氢氧化钠，均为分析纯，均购自国药集团化学试剂有限公司；牛血清蛋白(BSA)，购于北京百灵威科技有限公司；商品FO膜(CTA-ES系列)为美国HTI公司提供；106 μm(150目)PET网(厚度80 μm，丝直径60 μm，开口尺寸为110 μm×110 μm)，购于北京市博旭鑫隆有限责任公司，所用水为自制去离子水.仪器：电子天平(ML3002，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司)；电导率仪(HQ40D，日本日立)；pH计(PHSJ-3F，仪电科学仪器股份有限公司)；低温冷却循环泵(DL-1015，南京新辰生物科技有限公司)；磁力搅拌器(85-2A，金坛市荣华仪器制造有限公司)；磁力循环泵(MP-30RZ，上海新西山泵业有限公司)；转子流量计(LZT M-15，北京市博旭鑫隆有限责任公司)；恒温恒湿摇床(BS-2E，常州中诚仪器制造有限公司)；超纯水器(UPW-20NT，北京历元电子仪器).1.2 正渗透膜的制备与表征将干燥的CA粉末加入由NMP和丙酮组成的混合溶剂中，搅拌均匀，配制成质量分数为20%的CA铸膜液.在一定温度的真空环境中静置一天，使溶液脱气.采用浸没相转化法制备正渗透膜，具体过程为：将25 ℃的铸膜液倾倒在洁净玻璃板上，用200 μm厚的刮刀将铸膜液涂抹均匀；将PET网小心地铺在铸膜液上，避免与铸膜液之间产生气泡；在50 ℃、60%相对湿度的恒温恒湿摇床中挥发60 s；将其迅速转至10 ℃的去离子水凝胶浴中静置1 d，形成初生膜；将该膜置于70 ℃的水中浸泡30 min进行后处理，得到醋酸纤维素正渗透膜.制得的膜保存于质量分数0.1%的亚硫酸氢钠水溶液中待用.通过上述方法制得含有PET增强和不含PET增强的正渗透膜.通过场发射扫描电子显微镜(SU8020，日本日立)对膜的表面和横截面结构进行观察.根据塑料薄膜拉伸性能测试标准GB/T 1040.3—2006，利用电子拉力机(HZ-1003A，上海恒准仪器科技有限公司)，在室温条件下，以10 mm/min的速度拉伸长10 mm、宽4.25 mm的自制平板膜，对膜的应力-应变曲线进行测试.膜的接触角用测量仪(OCA15EC, Dataphysics)进行测定.将膜平整的置于夹具中，设定滴出水的体积为1 μL，待水滴滴到膜表面后拍照，利用系统自带软件分析接触角大小.膜的孔隙率利用重量法原理[13]，用水分测定仪(Mettler Toledo，HR83)测定.首先将选取的膜样品放入水中充分浸湿，拭干膜表面多余的水分，放入水分测定仪中测定膜试样整体湿质量m1、烘干后干质量m2.孔隙率计算公式如下：(1)式中，ε为膜孔隙率；m1和m2分别为膜试样的湿质量和干质量；ρw和ρp分别为水和聚合物的密度.1.3 正渗透膜性能评价膜性能的评价不仅包括膜的渗透分离性能，而且还包括膜的耐酸碱、抗污染等耐物化稳定性等[14].正渗透膜渗透性能测试在自制的平台上(图1)进行，其中FO膜的有效膜面积为33.5 cm2，测试温度为25 ℃，膜两侧水流速为0.33 m/s.实验过程分为FO和PRO两种模式.FO模式时膜上表面朝向原料液一侧；PRO模式时上表面朝向汲取液一侧.水通量、返盐通量和截盐率是正渗透膜渗透性能的重要指标，测试方法如下：1.3.1 水通量水通量Jw, L/(m2·h),是指单位时间内透过膜的水的体积，用来表征膜的水渗透性能.以去离子水为原料液，1 mol/L NaCl为汲取液，将盛放汲取液的烧杯置于电子天平上，以测量汲取液质量的变化，换算成体积变化，从而计算水通量Jw：(2)式中，Δm为汲取液在时间Δt内质量的增加；ρw为水的密度；s为膜面积.1.3.2 返盐通量返盐通量Js, g/(m2·h),是指汲取液中的溶质在单位时间内透过膜流向原料液侧的质量.以去离子水为原料液，1 mol/L NaCl为汲取液，测量原料液侧的电导率变化，换算成相应NaCl的浓度，从而计算出膜的返盐渗透通量：(3)式中，Vt和V0为原料液侧的溶液体积；原料液侧的盐初始浓度为C0，在时间Δt 内升至Ct.1.3.3 截盐率截盐率用来表征在处理原料液时，正渗透膜对原料液中溶质的分离性能.以0.2mol/L的NaCl溶液为原料液，1.5 mol/L的葡萄糖为汲取液，进行截留试验[15].FO膜的截盐率R为(4)式中，Cf和Cp分别为原料液中盐浓度和渗透到汲取液一侧的水中的含盐浓度.1.膜组件;2. 膜;3.流量计;4.阀门;5.温度控制系统;6.电导率仪;7.原料液;8.汲取液;9.磁力泵;10.电子天平图1 实验室FO膜通量测试装置示意图Fig.1 Schematic diagram of the lab scale FO system1.3.4 耐酸碱性和抗污染性膜的耐酸碱性考察膜在一定酸碱度的条件下性能的稳定性[16].配制了pH为2～12范围内的HCl和NaOH溶液，分别将膜浸泡在其中1个月.之后取出膜，用去离子水浸泡1 h活化，考察膜经过长时间酸碱侵蚀后的渗透稳定性.在所有的膜分离过程中，膜污染是影响膜性能的关键因素之一[17].以牛血清蛋白(BSA)模拟有机污染物，研究正渗透膜的抗污染性能.在FO模式下，首先以去离子水为原料液，1 mol/L NaCl为汲取液，运行12 h，对膜的水通量进行测试，以此通量作为膜的初始通量(J0)；然后在原料液中加入BSA至0.5 g/L，汲取液侧补充NaCl至1 mol/L，每隔2 h测试即时通量(Jt).由于渗透到汲取液侧的水将汲取液稀释，为保证渗透压差的稳定，每隔12 h补充汲取液盐分至1 mol/L.实验运行5.5 d后，将膜取出，清洗干净后继续运行12 h.以膜的初始通量(J0)为基准，采用归一化法(Jt/J0)衡量膜的渗透性能变化.2 结果与讨论2.1 正渗透膜的表征膜的性能与结构有着密切的关系，分别对制备的两种膜的上表面、横截面和下表面进行形貌观察.从图2可以看到，制备的含有PET增强的膜厚度为127 μm，不含PET增强的膜厚度仅为89 μm.两种膜横截面结构差异较大，PET增强膜的横截面含有较多的指状孔，膜的孔隙率高达74.2%，而不含PET增强的膜仅有少量指状孔，更多的是致密的海绵状孔，膜的孔隙率为66.9%.这可能是由于PET的嵌入导致的，当铸膜液中溶剂与水在膜界面扩散时，会导致膜液的体积下降，不含PET 的膜会通过厚度降低的方式得以缓解，而PET嵌入后使膜的保形性增强，不利于膜厚度降低，而是在膜内部形成指状孔，因此，成膜较厚，孔隙率较大.另外，由于PET的嵌入，减小了水和铸膜液溶剂交换的面积，从而使得PET网眼处的膜液表面承担更多的扩散负荷，导致网眼处扩散速度较大，使得膜内部形成指状孔，越靠近网眼处，形成的指状孔越小、越致密；而不含PET增强的膜整个膜表面参与水和溶剂的交换，扩散速度较小，因此膜液内部形成致密的海绵孔[18].从上、下表面看，上表面为挥发时与空气接触一侧，表面致密，下表面尽管也比较致密，但分布有一定数量的孔.同时对HTI商品FO膜进行了孔隙率考察，结果表明，其孔隙率为54.8%，远小于本研究制备的FO膜.表明HTI膜整体性较致密，可能存在较大的ICP效应；而自制膜具有较高的孔隙率，说明膜整体性较疏松，ICP效应可能较小.a,b,c分别为含有PET增强膜的上表面、横截面和下表面；d,e,f分别为不含PET 增强膜的上表面、横截面和下表面 a,c,d,f放大5 k倍; b放大400倍; e放大800倍图2 两种膜的扫描电镜照片Fig.2 SEM images of the two membranesPET是日常生活中使用较多的材料，具有较高的强度和保形性，同时具有耐热、耐腐蚀等优点.将其嵌入CA膜，能够保证膜具有较高强度的同时不易发生形变.对制备的两种膜进行了应力-应变拉伸测试，结果如图3所示.含有PET增强的膜断裂强度为37.86 N，而不含PET增强的膜断裂强度仅为2.23 N；经PET增强后，膜的断裂伸长率由27.3%增大到58.2%.结果表明，PET的加入大大增强了膜的强度，同时使膜更具有韧性.图3 膜的应力-应变曲线Fig.3 Comparison of tensile strain-stress curves of membranes接触角的大小可以作为衡量膜表面亲疏水性的一个指标，亲水性越强，接触角越小.亲水性好的正渗透膜，有利于水分子的传质，提高传质连续性[19].将制备的最佳性能的膜与HTI商品膜的接触角进行了比较(表1).无PET增强的膜接触角最小，具有较好的亲水性；其次分别为HTI商品膜和PET增强膜；PET具有疏水性，接触角高达118.9°，远大于亲水性正渗透膜.CA具有较好的亲水性，HTI商品膜为三醋酸纤维素膜(CTA)，酯化度比自制的CA膜高，疏水性增强；PET增强的膜由于PET疏水性支撑的存在，疏水性进一步提高.总体来讲，自制的CA正渗透膜具有较强的亲水性，保证了膜具有较高的通量和耐污染性.表1 几种膜与水的接触角(°)Table 1 Contact angle of the test membranes(°)PE T网PET增强膜无PET增强膜HTI致密层118.951.446.947.3支撑层118.350.347.447.52.2 正渗透膜的渗透性能对制备的两种FO膜渗透性能进行了水通量和返盐通量的比较(图4).结果表明，含有PET增强的膜具有更高的水通量，在FO和PRO模式下，分别为6.53和9.83 L/(m2·h)；不含PET增强的膜水通量分别为5.52和8.60 L/(m2·h).然而，含PET增强膜的返盐渗透通量较高，在FO和PRO模式下分别为9.10和12.20g/(m2·h)；不含PET增强的仅为4.90和8.05 g/(m2·h).这与膜的结构有关，从扫描电镜图中可以看到，尽管两种膜都具有较致密的上表面层，但是横截面结构差异较大.含PET增强的膜横截面具有较多的指状孔，孔隙率更大，而不含PET增强的膜尽管含有指状孔，但数量较少，更多的是致密的海绵层.因此，含PET增强膜内部阻力较小，水通量和返盐通量较高.而且，与不含PET增强的膜相比，PET的嵌入导致相同面积的膜具有更低的有效面积，若CA膜结构相同，PET增强膜通量应低于不含PET增强膜.但实验结果表明，PET增强膜通量高于不含PET增强的膜，这说明PET增强的膜具有更好的渗透性能.盐水比(Js/Jw)可以用来衡量膜的选择性，比值越小，说明膜对盐和水分离性能越好[20]，3种膜的盐水比见表2.可见，在两种模式下，自制的无PET增强膜分离性能比PET增强膜高，说明前者的膜致密性大于后者，与上述结论相吻合；自制的无PET增强膜与HTI膜分离性能相当，且在FO模式下的分离性能更好，说明无PET支撑的膜内部结构可能与HTI更接近.在FO模式时，支撑层侧发生稀释的内浓差极化效应，导致与PRO模式时支撑层与分离层界面处渗透压有差异，FO模式时该界面处的汲取液浓度较低，膜两侧驱动力小于PRO模式，因此返盐通量小，分离性能好.在此实验条件下，两种自制膜渗透性能和盐水分离性能均不如商品正渗透膜，这可能一是由于材料本身有差异造成的，另外，膜结构可能是导致性能差异的主要原因，对于CA制膜工艺还需进一步优化研究.考虑到实际应用中正渗透膜需要一定的机械强度来支撑，PET增强膜更有可能首先得到应用推广，故以下研究均基于含有PET增强膜进行讨论.图4 两种自制膜和HTI商品膜在两种模式下的水通量(a)和返盐渗透通量(b)Fig.4 Water flux (a) and reverse salt flux (b) of the membranes in two modes表2 两种自制膜和HTI商品膜的盐水分离性能(Js/Jw)Table 2 Js/Jw of the membranes in two modes模式PET增强膜无PET增强膜HTI商品膜FO1.390.880.78PRO1.240.940.892.3 膜耐酸碱性的测试图5为在不同酸碱溶液中浸泡1个月后的FO膜的渗透性能对比.结果表明，在较宽的酸碱度范围内(pH为2～11)内，两种模式下的水通量和返盐通量基本恒定，说明膜具有较好的酸碱适应性，能够长时间在pH 2～11较宽的酸碱度范围保持性能的稳定.当碱性增强到pH为12时，膜的水通量和盐通量均有上升，其中，返盐通量几乎上升了1倍，故推测膜的结构可能受到了破坏，不再适用于高强度的碱性溶液中.图5 PET增强膜耐酸耐碱性能Fig.5 Chemiscal resistance of the PET mesh embedded membrane2.4 膜的抗污染性能研究以BSA为模拟污染物，通过归一化通量来衡量膜的污染状况，膜通量随时间的变化如图6所示.膜的初始通量为6.53 L/(m2·h)，随着BSA的加入，膜的平均通量有所下降，而且随着时间得延长，通量逐渐降低.这一是由于BSA的加入导致了膜污染引起通量下降.二是由于在运行过程中，原料液侧的水进入汲取液侧，增加了原料液侧BSA的浓度，稀释了汲取液浓度，导致膜两侧渗透压差降低，通量下降.随着每隔12 h补充汲取液盐分，使驱动力恢复初始值，膜的通量也恢复图6(b)时刻的水平，说明BSA的加入确实引起了膜的污染.在此后的运行过程中，每次补足盐分后通量均可恢复到初始状态，平均归一化通量保持在0.92，说明污染较稳定且给膜带来的影响很小.经清洗后膜通量完全恢复，说明形成的膜污染较易清洗，不会给膜带来不可逆的污染.图6 FO模式下PET增强膜的归一化通量(Jt/J0) 随时间的变化Fig.6 Jt/J0 changes as a function of the run time of the PET mesh embedded membrane in FO mode所以，膜具有较强的抗污染性能.经过5.5 d的运行，膜的总体返盐率(总体返盐量占汲取液中盐总量的比例)仅为1.17%，说明膜同时具有较好的截盐性能.2.5 膜的截盐性能HTI商品FO膜是一种性能优异的CTA膜，常被用来作为标准衡量新制备膜性能的好坏.以0.2 mol/L的NaCl溶液为原料液，1.5 mol/L的葡萄糖为汲取液，对自制的PET增强CA膜与HTI商品FO膜的截盐性能进行了对比(图7).结果表明，PET增强膜在FO和PRO模式下的水通量分别为3.78和5.34 L/(m2·h)，而HTI 膜的水通量分别为3.41和7.93 L/(m2·h).尽管自制PET增强膜的水通量较低，但是两者均具有较高的截盐率，PET增强膜在两种模式下的截盐率分别为95.65%和96.25%，HTI膜的截盐率分别为95.28%和97.03%.自制的PET增强膜具有较低的水通量可能与膜的结构有关.文献报道的HTI商品膜(CTA-ES)的厚度只有约80 μm[21]，自制膜的厚度为128 μm，远高于HTI正渗透膜的厚度，从而导致自制膜的渗透阻力较大，水通量较低.两种模式下的水通量比(Jw-FO/Jw-PRO)可以用来衡量膜的内浓差极化效应，比值越高，说明膜的内浓差极化效应越低[15].自制的PET增强膜两种模式的水通量比为0.71，远高于HTI膜的0.43，说明自制膜具有较低的内浓差极化效应.图7 PET增强膜与商品HTI膜性能对比Fig.7 Comparation of the PET mesh embedded membrane with the commercial HTI membrane3 结论利用浸没相转化法制备了CA正渗透膜.制备的两种膜均具有较致密的上、下表面，PET增强的膜横截面含有大量的指状孔，孔隙率较大，而不含PET增强的膜横截面除少量指状孔外，存在较致密的海绵状孔.经PET增强后，FO膜的机械强度大大提高，同时韧性增强.相对于不含PET增强的FO膜，PET增强的膜具有较高的亲水性，水通量较高，分别以去离子水和1 mol/L的NaCl溶液为原料液和汲取液，测得FO和PRO模式下的水通量分别为6.63和9.83 L/(m2·h)，约为不含PET增强膜水通量的1.14倍.对其中的PET增强膜的进一步研究表明，膜具有较强的耐酸碱性，可长时间在较宽的pH 2～11的范围内保持性能的稳定.以BSA模拟有机污染物对膜抗污染性进行了测试，在FO模式下的归一化通量为0.92，经简单物理清洗后可基本恢复原始通量，表明膜具有较好的抗污染性能.PET增强膜具有较高的截盐率，本研究条件下两种模式的截盐率均高于95%，且两种模式下的水通量比值较高，表明PET增强膜具有较小的内浓差极化效应.参考文献:[1] Matsuura T. 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醋酸纤维素均质膜的制备及性能研究
第36卷第2期2008年2月化 工 新 型 材 料N EW CH EM ICA L M A T ERIA LS V ol .36N o .2·39·基金项目:陕西省教育厅专项(06JK244)作者简介:刘登峰(1978-),男,硕士,讲师,主要从事功能高分子材料的研究。
醋酸纤维素均质膜的制备及性能研究刘登峰1 付登洲2 杨志远1(1.西安科技大学化学与化工系,西安710054;2.西安交通大学理学院,西安710049)摘 要 分别以丙酮(A C )和四氢呋喃(T HF )为溶剂来制取不同浓度的醋酸纤维素(CA )均质膜。
通过对膜溶胀度、拉伸强度、酸碱使用范围、分离性能的测试,发现AC -CA 膜比T H F -CA 膜在乙醇中的溶胀度大;AC -CA 膜比T HF -CA 膜的分离效果好。
均质膜的拉伸强度随铸膜液中醋酸纤维素含量的增加而增加,均质膜的酸碱使用范围为6～8。
聚合物浓度为18%时,A C -CA 膜的分离效果最好;而对于T H F -CA 膜,聚合物浓度为15%时,膜的分离效果最好。
关键词 醋酸纤维素,溶胀度,渗透通量,分离系数Study on preparation and properties of cellulose acetate homogeneous membraneLiu Deng feng 1 Fu Dengzhou 2 Yang Zhiy uan 1(1.Depar tment of Chemistry and Chemical Engineering ,Xi 'an University of Science andTechnolo gy ,Xi 'an 710054;2.Cho ol o f Science ,Xi 'an Jiao to ng U niversity ,Xi 'an 710049)A bstract Ce llulose acetate homog eneo us membrane with diffe rent concentratio n w as prepared by acet and tetr a -hy dr ofuran as so lv ent individual .Swelling deg ree and te nsile strength and acid base range and separate pro per ty the mem -br ane of w ere tested .It w ere fo und tha t the swelling deg ree o f AC -CA membr ane w as higher than T H F -CA membrane in ethanol ,the sepa ratio n effect o f AC -CA membr ane wa s better than T HF -CA membrane ,the tensile st reng th of membr ane was consistent w ith the content of cellulo se ace ta te ,the acid base r ang e of membrane w as 6～8,the sepa ratio n effec t of AC -CA membrane w as the best w hen the concentra tion of cellulose ace ta te w as 18%,but the separa tion ef fect of T HF -CA membr ane w as the best when the co ncentration of Cellulose ace tate was 15%.Key words ce llulose ace ta te ,swelling deg ree ,penetration flux ,sepa ratio n coefficient 醋酸纤维素(CA )是目前广泛应用的膜材料。
纤维素膜的制备及其吸附性能的研究(硕士)
洳≯Ｊ、嘧硕士学位论文⑧论文题目红箜塞箧数剑鱼丛墓巫隘：眭篚的型窒浙江大学硕士论文２．３结果与讨论２３．１直接浸入法成膜２３．１．１溶剂种类对膜结构的影响实验中选择三种不同性质的溶剂【丙酮（Ａｃ）、二甲基乙酰胺（ＤＭＡｃ）和二甲基亚砜（ＤＭｓＯ）】，配制成７％的铸膜液，研究了不同溶剂对膜结构的影响，其电镜图见图２．１及表。
图２．１三种溶剂所制膜的电镜图（溶剂分别为：左，ＤＭＡｃ；中，ＤＭＳＯ；右，ＡＣ；上：表面，下：截面）表２．１溶剂的性质从图２．１上可以看出，在相同的凝胶浴（纯水）条件下，三种不同的溶剂得到的膜结构是完全不同：以ＤＭＡｃ作为溶剂时，膜表面具有较少开孔且带有皮层，而膜的内部则是网络状结构，这种网络状结构又是二维的片层状，整个膜为均一的，膜的皮层较薄，孔隙率较大：以ＤＭｓＯ为溶剂时得到的膜表面带有较浙江大学硕士论文口结构的膜。
比较两个理论可以得出：当传质速率较高时，铸膜液将在浓度较高处进入双节线液一液分相区，发生延迟分相，最终结果为胞状孑Ｌ；当传质速率较低时，铸膜液将在临界点附近穿过双节线直接进入旋节线分相区而发生瞬时分相。
利用ｗｉｌｋｅ—ｃｈａｎｇ公式进行计算，所得有关扩散系数的数据列于表２．１。
以扩散系数最快的丙酮为溶剂时获得了较为致密的膜，为延迟分相：ＤＭＳＯ的传质速率最慢得到的孔隙率最高，且表面有开口。
从图２．２我们可以很清晰的看出膜的孑Ｌ隙率是与传质的速率存在一定的关系，随传质速率的增大而变小，这与Ｃｏｈｅｎ的研究结果一致。
２．３．１．２凝胶浴组成对膜结构的影响在凝胶浴中分别添加相应的溶剂，使其溶剂含量分别为３３％，５０％，７５％研究不同的凝胶浴种溶剂的浓度对膜结构的影响。
膜结构如图２．３．２．５所示。
（ａ）（ｂ）（ｃ）图２．３以ＤＭＡｃ（ＣＮ，７％ｗｔ）为溶剂制各的ＮＣ膜的扫描电镜图凝胶浴中ＤＭＡｃ的含量（ａ）３３％，（ｂ）５０％，（ｃ）７５％上：表面下：截面从图２．３—２．５的电镜图中可以看出，在凝胶浴中添加不同溶剂对膜结构的影响是不相同。
醋酸纤维素的制备及应用研究
醋酸纤维素的制备及应用研究醋酸纤维素，是一种人造纤维素，也叫纤维素醋酸酯。
它是以纤维素为原料，经过一系列化学反应而成的，是化学纤维中的一种重要品种。
醋酸纤维素具有一定的特殊性能和应用价值，在纺织、医药、冶金等领域有广泛的应用。
一、醋酸纤维素的制备方法醋酸纤维素的制备方法分为两种：一种是浸渍法，另一种是淀粉醇法。
浸渍法是根据醋酸和硫酸混合物对纤维素的化学处理过程中，利用物理力学及人工环境控制制成的技术。
通常采用棉纤维或木质纤维作为原料。
棉纤维经过脱脂、漂白后，利用机械或手工浸泡到醋酸和硫酸混合物中，进行化学处理，得到醋酸纤维素。
淀粉醇法是在一定的温度和压力下，将淀粉分子与糖醇分子水解成葡萄糖和糖醇，再通过葡萄糖和醋酸的反应，制得醋酸纤维素。
二、醋酸纤维素的性能特点醋酸纤维素具有以下性能特点：1. 强度高：醋酸纤维素具有较好的拉伸强度和抗折强度。
2. 稳定性好：它在酸、碱、水、乙醇、甲醇、丙酮、二氧化碳等介质中表现出优异的化学稳定性。
3. 光泽度佳：由于其分子中富含苯环结构，从而表现出良好的光泽度。
4. 柔软度好：醋酸纤维素柔软度极高，适合用于制作柔软而有韧性的衣物。
三、醋酸纤维素的应用范围醋酸纤维素的应用范围相当广泛。
具体而言，主要包括以下方面：1. 纺织行业：作为一种特殊的纤维，醋酸纤维素广泛用于纺织行业，主要用于生产服装、布料、手套、袜子等。
2. 医药行业：醋酸纤维素是一种具有特殊药用功能的材料，可以制成药用包扎材料、医疗手套、医用胶带等。
3. 冶金行业：醋酸纤维素具有极强的吸水性能，可以在冶金行业被用来干燥钢铁、铸造件等。
4. 化妆品制备：由于醋酸纤维素在吸水性、亲水性、光泽度等方面的优异表现，它在化妆品制备中得到了广泛的应用。
可以制成各种涂料、化妆品、美容产品等。
四、醋酸纤维素的前景随着人们对环境保护和可持续发展问题的重视，醋酸纤维素的优异性能越来越受到人们的重视。
相信在未来，醋酸纤维素将成为化纤行业的重要组成部分。
一种包含醋酸纤维素的阻气透湿薄膜及其制备方法和应用
一种包含醋酸纤维素的阻气透湿薄膜及其制备方法和应用本发明涉及一种包含醋酸纤维素的阻气透湿薄膜，其制备方法和应用。
该薄膜由醋酸纤维素和其他辅料组成，通过溶液制备工艺制备得到。
该薄膜具有优异的阻气性能和透湿性能，可以应用于食品包装、医疗器械包装、建筑防潮等领域。
该薄膜的制备方法包括以下步骤：将醋酸纤维素和辅料按一定比例混合，加入适量的溶剂中制备成溶液；将溶液通过涂布、浸渍、喷涂等方法涂布在基材上制备成薄膜；将薄膜进行干燥、加热等处理。
该薄膜可应用于食品包装中，具有保鲜效果，防止氧气、水分等进入食品包装内部，从而延长食品的保质期。
同时，该薄膜还可用于医疗器械包装中，防止湿气进入器械包装内部，从而保证医疗器械的质量。
此外，该薄膜还可用于建筑防潮材料中，具有防潮、防霉、防腐等功能。
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醋酸纤维素_滤膜工艺_概述及解释说明
醋酸纤维素滤膜工艺概述及解释说明1. 引言1.1 概述醋酸纤维素是一种由天然木质纤维经醋酸化反应制得的材料，具有良好的生物降解性和可再利用性。
它在许多领域中得到广泛应用，例如食品包装、药物传递、环境保护以及水处理等。
滤膜工艺作为一种常用的分离与过滤技术，已成为醋酸纤维素应用的重要方面。
通过优化膜材料选择与设计、膜制备参数优化以及膜性能评价与提升方法，可以实现高效的分离和过滤，从而提高产品纯度和产量。
本文将对醋酸纤维素滤膜工艺进行全面概述和解释说明，并探讨其在不同领域中的应用前景。
1.2 文章结构本文分为五个部分，具体内容如下：第一部分是引言部分，在此部分将介绍文章的背景以及研究目的。
第二部分将详细介绍醋酸纤维素的定义、特性以及生产方法。
此部分将对醋酸纤维素的物理特性进行阐述，并介绍常用的生产方法和工艺。
第三部分是滤膜工艺概述，着重介绍滤膜的制备方法以及规模化生产技术。
此部分还将探讨工艺改进与发展趋势，以指导醋酸纤维素滤膜工艺的发展方向。
第四部分将解释滤膜工艺中的关键要点，包括膜材料的选择与设计、膜制备参数的优化以及膜性能评价与提升方法。
这些要点对于实现高效的分离和过滤起着至关重要的作用。
最后一部分是结论部分，总结了本文所介绍的内容和要点重述，并对醋酸纤维素滤膜工艺的未来发展方向进行展望。
1.3 目的本文旨在全面概述和解释醋酸纤维素滤膜工艺，并深入探讨其中涉及到的关键要点。
通过本文可以了解到醋酸纤维素及其应用领域、滤膜制备方法以及滤膜工艺中需要注意和优化的关键环节。
希望通过本文的介绍，能够促进醋酸纤维素滤膜工艺的发展和应用，为相关领域的研究者提供参考和指导。
2. 醋酸纤维素2.1 定义和特性：醋酸纤维素是一种由纤维素经过化学处理得到的半合成纤维素材料。
其化学结构基本上保持了天然纤维素的特征，但在醋酸溶剂中部分或完全取代了羟基（OH）原子。
这种改性使得醋酸纤维素具有较好的可溶性、可塑性和生物降解性。
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第３８卷第５期２０１８年１０月林㊀产㊀化㊀学㊀与㊀工㊀业ＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＩｎｄｕｓｔｒｙｏｆＦｏｒｅｓｔＰｒｏｄｕｃｔｓＶｏｌ.３８Ｎｏ.５Ｏｃｔ.２０１８ｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.０２５３￣２４１７.２０１８.０５.０１０竹醋酸纤维素膜的制备及其性能研究㊀㊀收稿日期:２０１８￣０５￣０８㊀㊀基金项目:国家自然科学基金资助项目(３１７６０１９５ꎬ３１５６０１９５)ꎻ云南省创新人才项目(２０１６ＨＢ００５)㊀㊀作者简介:石纯(１９９４ ㊀)ꎬ女ꎬ江苏泰州人ꎬ硕士生ꎬ主要从事生物质能源研究工作㊀∗通讯作者:史正军ꎬ副教授ꎬ硕士生导师ꎬ研究领域为生物质资源转化ꎻＥ￣ｍａｉｌ:ｓｈｉｚｈｅｎｇｊｕｎ１９７９＠１６３.ｃｏｍꎮＳＨＩＣｈｕｎ㊀㊀石纯１ꎬ李天诚２ꎬ杨静１ꎬ杨海艳１ꎬ邓佳２ꎬ史正军１∗(１.西南林业大学云南省高校生物质化学炼制与合成重点实验室ꎬ云南昆明６５０２２４ꎻ２.西南林业大学西南山地森林资源保育与利用教育部重点实验室ꎬ云南昆明６５０２２４)摘㊀要:㊀为寻求较优的醋酸纤维素膜原料ꎬ选用巨龙竹纤维素(ＢＣ)㊁竹纸浆纤维素(ＰＣ)和微晶纤维素(ＭＣ)作为原料ꎬ乙酸酐作为乙酰化试剂ꎬ浓硫酸为催化剂ꎬ制备得到巨龙竹醋酸纤维素(ＢＣＡ)㊁竹纸浆醋酸纤维素(ＰＣＡ)和醋酸纤维素(ＭＣＡ)ꎬ再用３种醋酸纤维素制备膜材料ꎬ并对其性能进行表征分析ꎮ结果表明:巨龙竹纤维素(ＢＣ)活性羟基被乙酰基取代能力最强ꎬ乙酰化处理后制备的ＢＣＡ乙酰基可达４８.５４％ꎬ略高于ＭＣＡ(４６.０６％)和ＰＣＡ(４４.１３％)ꎬ且所制得的ＢＣＡ膜具有最好的力学性能ꎬ断裂伸长率与拉伸强度分别为２.１％和４５.９７ＭＰａꎬ显著强于ＰＣＡ膜和ＭＣＡ膜ꎻＢＣＡ膜的透光率>９０％ꎬ还具有最强的疏水性能ꎬ接触角可达９２.９ʎꎻ同时ＢＣＡ膜的表面比较平滑ꎬ结构最为致密ꎬ热稳定性较高ꎮ因此ꎬＢＣ是较优的醋酸纤维素膜原料ꎮ关键词:㊀巨龙竹ꎻ醋酸纤维素ꎻ膜材料ꎻ性能研究中图分类号:ＴＱ３５㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:０２５３￣２４１７(２０１８)０５￣００７０￣０７引文格式:石纯ꎬ李天诚ꎬ杨静ꎬ等.竹醋酸纤维素膜的制备及其性能研究[Ｊ].林产化学与工业ꎬ２０１８ꎬ３８(５):７０－７６.ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＣｅｌｌｕｌｏｓｅＡｃｅｔａｔｅＦｉｌｍｓＤｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍＢａｍｂｏｏＳＨＩＣｈｕｎ１ꎬＬＩＴｉａｎｃｈｅｎｇ２ꎬＹＡＮＧＪｉｎｇ１ꎬＹＡＮＧＨａｉｙａｎ１ꎬＤＥＮＧＪｉａ２ꎬＳＨＩＺｈｅｎｇｊｕｎ１(１.ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＢｉｏｍａｓｓＣｈｅｍｉｃａｌＲｅｆｉｎｅｒｙ＆ＳｙｎｔｈｅｓｉｓꎬＳｏｕｔｈｗｅｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＫｕｎｍｉｎｇ６５０２２４ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＦｏｒｅｓｔＲｅｓｏｕｒｃｅｓＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄＵｓｅｉｎｔｈｅＳｏｕｔｈｗｅｓｔＭｏｕｎｔａｉｎｓｏｆＣｈｉｎａꎬＳｏｕｔｈｗｅｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＫｕｎｍｉｎｇ６５０２２４ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＴｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｂｅｔｔｅｒｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅｆｉｌｍꎬｃｅｌｌｕｌｏｓｅｉｓｏｌａｔｅｄｆｒｏｍＤｅｎｄｒｏｃａｌａｍｕｓｓｉｎｉｃｕｓ(ＢＣ)ꎬｂａｍｂｏｏｐｕｌｐｃｅｌｌｕｌｏｓｅ(ＰＣ)ａｎｄｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｌｙａｖａｉｌａｂｌｅｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｃｅｌｌｕｌｏｓｅ(ＭＣ)ｗｅｒｅｕｓｅｄａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓꎬｗｈｉｃｈｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅａｃｔｗｉｔｈａｃｅｔｉｃａｎｈｙｄｒｉｄｅｕｓｅｄａｓａｃｅｔｙｌａｔｉｎｇａｇｅｎｔｉｎｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄｕｓｅｄａｓｃａｔａｌｙｓｔꎬｔｏｐｒｅｐａｒｅｂａｍｂｏｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅｆｒｏｍＤ.ｓｉｎｉｃｕｓ(ＢＣＡ)ꎬｂａｍｂｏｏｐｕｌｐａｃｅｔｙｌａｔｅｄｃｅｌｌｕｌｏｓｅ(ＰＣＡ)ａｎｄｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅ(ＭＣＡ).Ｔｈｒｅｅｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅｆｉｌｍｓｗｅｒｅｔｈｅｎｐｒｅｐａｒｅｄａｎｄｔｈｅｉｒｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ.ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅａｃｔｉｖｅｈｙｄｒｏｘｙｌｏｆＢＣｈａｄｔｈｅｍｏｓｔｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄａｃｔｉｖｉｔｙｂｙａｃｅｔｙｌｇｒｏｕｐｓ.ＴｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆａｃｅｔｙｌｇｒｏｕｐｏｆＢＣＡｃｏｕｌｄｒｅａｃｈ４８.５４％ꎬｓｌｉｇｈｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆＭＣＡ(４６.０６％)ａｎｄＰＣＡ(４４.１３％).ＴｈｅＢＣＡｆｉｌｍᶄｓｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｅｌｏｎｇａｔｉｏｎａｔｂｒｅａｋｏｆＢＣＡｆｉｌｍｒｅａｃｈｅｄ４５.９７ＭＰａａｎｄ２.１％ꎬｗｈｉｃｈｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｓｔｒｏｎｇｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆＰＣＡｆｉｌｍａｎｄＭＣＡｆｉｌｍ.ＴｈｅｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅｏｆＢＣＡｆｉｌｍ>９０％.Ｉｔａｌｓｏｅｘｈｉｂｉｔｅｄｔｈｅｓｔｒｏｎｇｅｓｔｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｉｔｙꎬｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔａｃｔａｎｇｌｅｏｆ９２.９ʎ.ＭｏｒｅｏｖｅｒꎬｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅＢＣＡｆｉｌｍｗａｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｓｍｏｏｔｈａｎｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓｔｈｅｍｏｓｔｃｏｍｐａｃｔ.ＡｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙꎬＢＣＡｆｉｌｍａｌｓｏｓｈｏｗｅｄｈｉｇｈｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ.ＴｈｅｒｅｆｏｒｅꎬＢＣｗａｓｔｈｅｂｅｓｔｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅｆｉｌｍꎬｗｈｉｌｅｃｏｍｐａｒｅｄｔｏＰＣａｎｄＭＣ.Ｋｅｙｗｏｒｄ:Ｄｅｎｄｒｏｃａｌａｍｕｓｓｉｎｉｃｕｓꎻｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅꎻｍｅｍｂｒａｎｅꎻｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ纤维素是植物细胞壁的主要组成成分ꎬ也是自然界中分布最广㊁含量最高的天然高分子多聚糖ꎮ纤第５期石纯ꎬ等:竹醋酸纤维素膜的制备及其性能研究７１㊀维素不仅来源丰富ꎬ而且无毒无害又可再生ꎬ是一种具有广阔应用前景的生物质原料[１]ꎮ但是纤维素的化学性质较为稳定ꎬ很难直接用于制备生物质材料[２]ꎮ天然纤维素改性是纤维素得以利用的一种有效途径ꎮ纤维素结构中葡萄糖基环上的羟基可以通过酯化㊁醚化㊁接枝共聚等反应引入大量其它基团ꎬ从而对纤维素进行改性利用ꎮ能否充分有效利用自然界丰富的可再生生物质原料ꎬ是能否解决环境问题和能源问题的关键ꎮ醋酸纤维素是由纤维素被酸酐酯化而得到的一种热塑性树脂ꎬ是目前使用最广泛的一种制膜原料ꎬ具有成本低㊁性质稳定㊁强度优良㊁耐热性好㊁制备流程简单以及原料来源广泛等特点[３]ꎬ因此被广泛应用于塑料㊁纺织㊁胶片㊁香烟滤嘴㊁包装和反渗透膜等材料研究领域ꎮ李英豪等[４]采取无溶剂体系对商业微晶纤维素进行化学修饰ꎬ结合高压均质作用制备乙酰化纳米纤维素纤维ꎬ用于提高乙酰化纤维素的取代度ꎬ但实验需在高压条件下进行ꎮ齐海英等[５]以微晶纤维素为原料ꎬ双乙烯酮为衍生试剂ꎬ４￣二甲氨基吡啶(ＤＭＡＰ)为催化剂制备了降醛效果优良的醋酸纤维素材料ꎬ并将其应用于卷烟产品以吸附烟气中的醛类化合物ꎬ但双乙烯酮易燃且吸入毒性较大ꎮ杨小佩[６]以新型离子液体１￣甲基￣３￣(３￣磺酸基丙基)咪唑硫酸氢盐为催化剂ꎬ加入一定量的醋酸酐制备醋酸纤维素ꎬ结果发现:虽然离子液体的催化效果良好ꎬ但离子液体合成成本较高且回收困难ꎮ因此ꎬ本研究以巨龙竹纤维素(ＢＣ)㊁竹纸浆纤维素(ＰＣ)和微晶纤维素(ＭＣ)等３种不同的纤维素作为原料ꎬ乙酸酐为乙酰化试剂ꎬ浓硫酸为催化剂ꎬ在冰醋酸体系中合成醋酸纤维素ꎬ再采用溶剂蒸发相分离法ꎬ分别制备得到巨龙竹醋酸纤维素(ＢＣＡ)膜㊁竹纸浆醋酸纤维素(ＰＣＡ)膜和醋酸纤维素(ＭＣＡ)膜ꎬ并采用多种分析测试方法对其进行分析与表征ꎬ寻求较理想的醋酸纤维素制备原料ꎬ以期为竹材的进一步开发和利用提供理论基础ꎮ１㊀实验１.１㊀材料与仪器巨龙竹样本为三年生健康竹材ꎬ采自中国云南省普洱市ꎻ竹纸浆纤维素(ＰＣ)为工业级ꎬ购买自云南云景林纸股份有限公司ꎻ微晶纤维素(ＭＣ)为分析纯ꎬ由上海国药集团化学试剂公司提供ꎮ实验所用化学试剂均为分析纯ꎮＰｕｌｖｅｒｉｓｅｔｔｅ６型行星式高能球磨机ꎬ德国飞驰仪器公司ꎻＢＴＰ￣８ＺＬ００Ｘ型真空冷冻干燥机ꎬ美国ＳＰ科学公司ꎻ安捷伦１２００系列高效液相色谱仪ꎬ安捷伦科技有限公司ꎻＴＧ２０９Ｆ３Ｔａｒｓｕｓ热重分析仪ꎬ德国耐驰公司ꎻＵＴＭ５１０５万能试验机ꎬ深圳三思纵横科技公司ꎻＴＥＮＳＯＲ２７傅里叶红外光谱仪ꎬ德国布鲁克公司ꎻＱｕａｎｔａ６５０扫描电子显微镜(ＳＥＭ)ꎬ美国ＦＥＩ公司ꎻ９５０紫外可见分光光度计ꎬ美国珀金埃尔默股份有限公司ꎻＯＣＡ２０接触角测试仪ꎬ德国Ｄａｔａｐｈｙｓｉｃｓ仪器股份有限公司ꎮ１.２㊀巨龙竹纤维素的制备巨龙竹竹材风干ꎬ粉碎机粉碎ꎬ筛出０.２５~０.４２ｍｍ竹材粉末样品ꎮ用Ｖ(甲苯)ʒＶ(乙醇)为２ʒ１的溶液对竹粉抽提１０ｈ脱蜡ꎬ６０ħ烘干后用ＮａＣｌＯ２脱除木质素[７]ꎮ将竹粉和ＮａＣｌＯ２粉末按质量比１ʒ１加入三口烧瓶中ꎬ然后加蒸馏水ꎬ固液比为１ʒ１０(ｇʒｍＬꎬ下同)ꎬ用６ｍｏｌ/Ｌ的ＨＣｌ调节ｐＨ值至３.８~４ꎬ７５ħ水浴条件下回流１ｈꎮ然后再次加竹粉质量５０％的ＮａＣｌＯ２粉末ꎬ调节ｐＨ值为３.８~４ꎬ再次７５ħ水浴条件下回流１ｈꎬ过滤ꎬ滤渣水洗至ｐＨ值为７ꎬ７５ħ烘干得到综纤维素ꎮ加入１０％ＮａＯＨ[８]溶液ꎬ固液比为１ʒ２０ꎬ室温下搅拌１６ｈꎬ过滤ꎬ将滤渣水洗至中性ꎬ干燥ꎬ即得巨龙竹纤维素(ＢＣ)ꎮ１.３㊀醋酸纤维素的制备３种纤维素原料磨成粉末ꎬ分别取５ｇ倒入烧瓶中ꎬ加入５０ｍＬ冰醋酸ꎬ５０ħ水浴浸泡３ｈ后再加入４０ｍＬ乙酸酐和２５０μＬ浓硫酸催化剂ꎬ５０ħ水浴磁力搅拌２.５ｈꎮ反应结束后ꎬ将混合液离心ꎬ取上清液倒入蒸馏水中析出松散的白色絮状沉淀ꎮ过滤ꎬ滤渣洗至中性ꎬ冷冻干燥ꎬ即得巨龙竹醋酸纤维素(ＢＣＡ)㊁竹纸浆醋酸纤维素(ＰＣＡ)和醋酸纤维素(ＭＣＡ)样品ꎮ１.４㊀醋酸纤维素膜的制备为比较３种醋酸纤维素的成膜性能ꎬ制取了３种醋酸纤维素膜样品ꎮ分别取０.６ｇ醋酸纤维素样品置于烧瓶中并标记编号ꎬ各加入２０ｍＬ三氯甲烷ꎬ４０ħ水浴条件下磁力搅拌２.５ｈꎮ充分溶解后倒入事７２㊀林㊀产㊀化㊀学㊀与㊀工㊀业第３８卷先干燥好的模具中ꎬ放入通风橱风干１０ｈꎮ溶剂挥干后ꎬ将膜从模具里剥离下来ꎬ即得圆形(ｒ＝４.５ｃｍꎬ厚度约为０.０８ｍｍ)ＢＣＡ膜㊁ＰＣＡ膜和ＭＣＡ膜样品ꎬ保存于干燥器中ꎬ备检测用ꎮ１.５㊀分析与表征１.５.１㊀纤维素原料组分测定㊀通过对３种纤维素原料成分的测定ꎬ分析原料中纤维素的纯度及不同组分的含量ꎬ测定方法参照美国国家可再生能源实验室(ＮＲＥＬ)标准[９]ꎮ纤维素由葡萄糖组成ꎬ半纤维素主要由木糖组成ꎬ糖含量借助高效液相色谱仪测定ꎬ水解液经０.２μｍ滤膜过滤后进样测定ꎬ色谱柱为日本ＣＡＰＣＥＬＬＰＡＫＣ１８柱(２５０ｍｍˑ４.６ｍｍꎬ５μｍ)ꎬ柱温３０ħꎬ以体积比为２５ʒ７５的乙腈/磷酸二氢钾(０.０５ｍｏｌ/Ｌ)为流动相ꎬ流速１.０ｍＬ/ｍｉｎꎬ进样量１０μＬꎮ１.５.２㊀醋酸纤维素乙酰基含量测定㊀采用«中国人民共和国药典»中关于醋酸纤维素中乙酰基含量测定的方法ꎬ对制得的３种醋酸纤维素的乙酰基含量进行测定[１０]ꎮ１.５.３㊀红外光谱分析㊀采用溴化钾压片法ꎬ将样品均匀地分散在溴化钾粉末中ꎬ样品质量分数约为１％ꎮ在４００~４０００ｃｍ－１的波数范围内进行扫描ꎬ扫描次数为３２次ꎬ分辨率４ｃｍ－１ꎮ１.５.４㊀紫外￣可见光谱分析㊀通过分析膜样品透光率随光波长改变而变化的关系ꎬ检测样品的透光性能ꎮ波长的变化范围为２００~８００ｎｍꎮ１.５.５㊀拉伸性能分析㊀通过测定膜样品能承受的最大拉力和最大形变ꎬ计算膜样品的拉伸强度和断裂伸长率ꎮ实验于室温下进行ꎬ膜样品的尺寸均为５ｃｍˑ２.５ｃｍꎬ拉伸速率设定为５ｍｍ/ｍｉｎ[１１]ꎮ拉伸强度(δ)和断裂伸长率(ε)分别按照式(１)㊁(２)进行计算:δ＝Ｆ/(ｂˑｄ)(１)ε＝ΔＬ/Ｌ０ˑ１００％(２)式中:Ｆ 样品测试时最大有效拉力ꎬＮꎻｂ 试样宽度ꎬｍｍꎻｄ 试样厚度ꎬｍｍꎻΔＬ 膜样品能承受的最大形变ꎬｍｍꎻＬ０ 测试夹具的初始间距ꎬｍｍꎮ１.５.６㊀扫描电镜分析㊀通过ＳＥＭ微观图像分析膜样品表面和截面的微观特征ꎮ为避免样品表面存在电荷干扰电子束ꎬ对试样表面进行喷金处理ꎮ测试时加速电压约为１５ｋＶꎬ放大倍数为２０００~２００００ꎮ１.５.７㊀接触角测定㊀通过测量膜样品上水滴与样品的夹角大小ꎬ分析样品的疏水性能ꎮ测定３次ꎬ记录测量所得的平均值ꎮ１.５.８㊀热稳定性分析㊀采用热重分析仪检测样品在高温下的稳定性ꎬ氮气流速３０ｍＬ/ｍｉｎꎬ升温速率１０ħ/ｍｉｎꎬ测试温度从室温加热至８５０ħꎮ２㊀结果与分析２.１㊀纤维素原料和醋酸纤维素的分析与表征２.１.１㊀纤维素原料组分分析㊀３种实验原料中纤维素㊁半纤维素和木质素组分含量见表１ꎮ由表１可知ꎬＭＣ含纤维素最高ꎬ达９６.５９％ꎻＰＣ除含７８.６６％的纤维素组分外ꎬ还含１９.９５％的半纤维素ꎻＢＣ主要组分为纤维素ꎬ但同时含有３.０７％的半纤维素和３.３１％的木质素ꎮ乙酰化改性时ꎬＢＣ中含有少量的半纤维素和木质素组分可以在纤维素分子长链之间形成空间位阻ꎬ防止纤维素分子之间形成大量氢键ꎬ从表１㊀３种纤维素原料组分含量分析Ｔａｂｌｅ１㊀Ｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｔｙｐｅｓｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅｍａｔｅｒｉａｌｓ％㊀样品ｓａｍｐｌｅ木质素ｌｉｇｎｉｎ半纤维素ｈｅｍｉｃｅｌｌｕｌｏｓｅ纤维素ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ巨龙竹纤维素ＢＣ３.３１３.０７９３.４６竹纸浆纤维素ＰＣ０.５８１９.９５７８.６６微晶纤维素ＭＣ２.５２０.６７９６.５９而提高乙酰化试剂的可及度ꎬ为乙酰化改性提供帮助[１２]ꎮ但是ꎬ在乙酰化改性过程中ꎬ半纤维素组分的化学结构会发生降解ꎬ且在乙酰化改性结束后用蒸馏水洗涤反应物至中性的过程中ꎬ部分半纤维素也会因溶于水而造成流失[１３]ꎮ因此ꎬ仅从原料组成来看ꎬＢＣ和ＭＣ都是较理想的醋酸纤维素制备原料ꎮ而ＢＣ的制取方法相对简单ꎬ在原料选择上更占优势ꎮ第５期石纯ꎬ等:竹醋酸纤维素膜的制备及其性能研究７３㊀２.１.２㊀醋酸纤维素乙酰基含量分析㊀通过对醋酸纤维素样品中乙酰基含量的测定ꎬ分析纤维素原料中活性羟基被取代的程度ꎮ结果发现:巨龙竹醋酸纤维素(ＢＣＡ)含乙酰基为４８.５４％ꎬ取代度１.９９ꎻ竹纸浆醋酸纤维素(ＰＣＡ)含乙酰基为４４.１３％ꎬ取代度１.７２ꎻ醋酸纤维素(ＭＣＡ)含乙酰基为４６.０６％ꎬ取代度１.８４ꎮ可以看出ＢＣＡ样品所含乙酰基量最多ꎬ因而ＢＣ的乙酰化改性程度最高ꎮ２.１.３㊀红外光谱分析㊀利用红外光谱对３种纤维素原料及其制成的醋酸纤维素的官能团结构进行了比较ꎬ结果见图１ꎬ纤维素的红外特征峰参照相关文献进行归属[１４]ꎮ由图１可知ꎬ纤维素原料和醋酸纤维素样品大部分特征峰都很相似ꎬ其中３４２６ｃｍ－１处为羟基的伸缩振动ꎻ２９０４ｃｍ－１处为甲基和亚甲基的Ｃ Ｈ伸缩振动ꎻ纤维素中少量Ｃ Ｏ吸收峰出现在１６５０ｃｍ－１处ꎻ位于１４３０ｃｍ－１处弱峰和１３８２ｃｍ－１处强峰都属于 ＣＨ３的弯曲振动峰ꎻ纤维素中葡萄糖的糖苷键Ｃ Ｏ Ｃ伸缩振动峰出现在１０４９ｃｍ－１处ꎻ而纤维素的β￣糖苷键的吸收峰出现在８９８ｃｍ－１处ꎮ红外图谱中的主要差异在于:３种醋酸纤维素在１７４９㊁１２３４ｃｍ－１处都出现新的强吸收峰ꎬ分别代表乙酰基的Ｃ Ｏ伸缩振动和乙酰酯键Ｃ Ｏ伸缩振动[１５]ꎬ同时１３８２ｃｍ－１处 ＣＨ３的弯曲振动峰明显增强ꎬ这些差异直观表明乙酰基已经成功接入到纤维素的结构中ꎮ２.２㊀醋酸纤维素膜的分析与表征２.２.１㊀透光率分析㊀透光率是影响膜应用最直观的因素之一ꎮ电磁波谱中ꎬ一般把波长１０~４００ｎｍ的区域称作紫外光区ꎬ波长４００~７６０ｎｍ的区域叫做可见光区[１６]ꎮ因此ꎬ对３种醋酸纤维素膜材料透光率进行了探究ꎬ结果见图２ꎮ㊀㊀㊀㊀㊀图１㊀纤维素和醋酸纤维素的红外光谱图㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｆｉｇ.１㊀ＦＴ￣ＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆｔｈｅｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｎｄ㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｆｉｇ.２㊀ＵＶ￣Ｖｉｓｓｐｅｃｔｒａｏｆｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ａｃｅｔａｔｅｆｉｌｍｓ由图２可知ꎬ３种膜材料在可见光范围内的透光率都较高ꎬＢＣＡ膜和ＭＣＡ膜透光率超过９０％ꎬＰＣＡ膜在可见光短波区的透光率低于９０％ꎬ表明ＰＣＡ膜会阻隔可见光中的部分蓝紫光ꎮ在紫外光区ꎬ３种醋酸纤维素膜的透光率大小为:ＭＣＡ膜>ＢＣＡ膜>ＰＣＡ膜ꎬ表明ＰＣＡ膜对紫外光屏蔽效果最好ꎮ图３㊀３种醋酸纤维素膜的拉伸性能Ｆｉｇ.３㊀Ｔｅｎｓｉｌｅｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅｆｉｌｍｓ２.２.２㊀拉伸性能分析㊀拉伸性能是决定醋酸纤维素膜材料应用的关键因素之一[１７]ꎬ本研究对ＢＣＡ膜㊁ＰＣＡ膜和ＭＣＡ膜的拉伸强度和伸长率进行了测定ꎬ结果见图３ꎮ从图３可以看出ꎬＭＣＡ膜拉伸强度最低ꎬ仅９.６９ＭＰａꎬＰＣＡ膜居中ꎬ拉伸强度为３１.８７ＭＰａꎬＢＣＡ膜的拉伸强度最高ꎬ达到４５.９７ＭＰａꎮ断裂伸长率也是ＭＣＡ膜最低ꎬ为０.８３％ꎬＰＣＡ膜为１.６５％ꎬ而ＢＣＡ膜高达２.１％ꎮ对比拉伸强度和断裂伸长率可以发现ꎬＢＣＡ膜展现出优良的材料力学性能ꎮＢＣＡ膜的拉伸强度比ＰＣＡ膜高出４４.２４％ꎬ比ＭＣＡ膜高出３７４.４１％ꎬ断裂伸长率比ＰＣＡ膜高出２７.２７％ꎬ比ＭＣＡ膜高出１５３.０１％ꎮ对于单一的或含有外部添加剂的生物大分子材料ꎬ其机械强度主要取决于氢键[１８]ꎮＭＣＡ膜机械强７４㊀林㊀产㊀化㊀学㊀与㊀工㊀业第３８卷度最差主要是因为:虽然原料拥有最高的纯度和较好的热稳定性ꎬ但由于太强的氢键作用也会引起强烈的内部应力ꎬ导致膜内部会出现裂缝或不规整情况ꎬ使得形成的膜材料很脆㊁强度差ꎮ２.２.３㊀扫描电镜分析㊀本研究制膜采用的是溶剂蒸发相分离法ꎬ利用所选溶剂三氯甲烷的易挥发性ꎬ将溶剂扩散到空气中ꎬ虽然成膜速度没有常用的非溶剂致相分离法快ꎬ但是该过程较为平缓㊁条件温和ꎬ对所制得醋酸纤维素膜的结构影响小[１９]ꎮ图４显示了３种醋酸纤维素所制备膜材料的表面与截面的微观形态ꎮ从图４(ａ)~图４(ｃ)表面图看到ꎬＢＣＡ膜表面比较平滑ꎬ没有出现明显孔洞或裂纹ꎻＰＣＡ膜的表面也较平滑ꎬ但观察到有少许孔洞ꎻＭＣＡ膜表面能看到较多明显的孔洞ꎮ从图４(ｄ)~图４(ｆ)截面图也可以看出ꎬＢＣＡ膜的结构最为致密ꎬ且没有明显的孔隙或裂缝ꎬ而ＰＣＡ膜和ＭＣＡ膜截面图中有不规则裂缝ꎮ可见ꎬＢＣＡ制备得到的膜成型效果最好ꎮ图４㊀膜材料的扫描电镜图Ｆｉｇ.４㊀ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｍｅｍｂｒａｎｅｍａｔｅｒｉａｌ２.２.４㊀接触角分析㊀憎水性是材料的重要性能指标之一ꎬ许多领域都需要材料具有不同程度的憎水性ꎬ比如防水材料和防污材料等需要材料本身有较好的憎水性[２０]ꎬ而纺织材料和清洁用具等要求材料的憎水性尽量降低[２１]ꎮ不同膜材料对憎水性的要求也是不同的ꎬ用于包装和保护的膜材料需要较高的憎水性ꎬ而用于过滤分离的反渗透膜㊁超滤膜等往往要求憎水性越低越好ꎮ接触角是表征膜亲水性的重要参数[２２]ꎬ接触角小于９０ʎ时ꎬ表明水滴易在膜表面铺开ꎬ意味着膜润湿性能较好ꎬ角度越小则亲水性越好ꎮ表２㊀３种醋酸纤维素膜的接触角Ｔａｂｌｅ２㊀Ｃｏｎｔａｃｔａｎｇｌｅｏｆｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅｆｉｌｍｓ膜种类ｋｉｎｄｏｆｆｉｌｍｓ左接触角/ʎｌｅｆｔｃｏｎｔａｃｔａｎｇｌｅ右接触角/ʎｒｉｇｈｔｃｏｎｔａｃｔａｎｇｌｅ平均值/ʎａｖｅｒａｇｅＢＣＡ９２.４９３.５９２.９ＰＣＡ８５.９８５.７８５.８ＭＣＡ８４.７７４.５７９.６㊀㊀对３种醋酸纤维素膜材料进行了接触角测定ꎬ结果见表２ꎮ由表２可知ꎬＢＣＡ膜接触角平均值为９２.９ʎꎬＰＣＡ膜为８５.８ʎꎬＭＣＡ膜为７９.６ʎꎮ乙酰化反应羟基转化成酯基ꎬ憎水性提高ꎬ而乙酰基含量测定结果显示改性程度ＢＣＡ>ＭＣＡ>ＰＣＡꎬ与接触角结果不符ꎮ这是因为接触角大小还与材料表面粗糙度有关ꎬ当接触角大于９０ʎ时ꎬ表面粗糙度越大ꎬ接触角越大ꎻ当接触角小于９０ʎ时ꎬ粗糙度越大ꎬ接触角越小[２３]ꎮ扫描电镜结果显示ＭＣＡ膜表面有较多明显的孔洞ꎬＰＣＡ膜表面相对平整ꎬＭＣＡ膜粗糙度较大ꎬ而两者接触角都小于９０ʎꎬ所以在乙酰化程度相近的情况下ꎬＭＣＡ膜接触角相对较小ꎮ总体来看ꎬ３种膜亲疏水性相差不大ꎬＢＣＡ膜相对憎水ꎬＰＣＡ膜和ＭＣＡ膜较为亲水ꎮ２.２.５㊀热稳定性分析㊀热稳定性是醋酸纤维素膜能够广泛应用于众多领域的又一个重要影响因素ꎮ第５期石纯ꎬ等:竹醋酸纤维素膜的制备及其性能研究７５㊀对３种醋酸纤维素膜进行了热重分析ꎬ结果见图５ꎮ从图５可以看出ꎬ室温到２００ħ阶段ꎬ３种膜样品的质量损失都很小ꎬ在这个阶段主要是样品中水分蒸发导致的失重ꎬ可见ꎬ所制得的醋酸纤维素膜的水分含量均较低ꎮ由图５(ｂ)可知ꎬＰＣＡ膜在２２０ħ时开始进入热解阶段ꎬ而ＢＣＡ膜(图５(ａ))和ＭＣＡ膜(图５(ｃ))到３００ħ时才开始进入热解阶段ꎬ这可能是因为ＰＣＡ原料中含有的少量半纤维素组分也参与到制膜过程中ꎬ半纤维素相较纤维素来说ꎬ更易热解[２４]ꎮ当温度为４２０ħ左右时ꎬ３种膜材料的剧烈热解阶段基本结束ꎬ开始进入炭化阶段ꎮ在剧烈热解过程中ꎬＢＣＡ膜㊁ＰＣＡ膜和ＭＣＡ膜分别在３５８.３㊁３５６.９和３６０.３ħ时达到最大热失重速率ꎮ由上述分析可知ꎬＢＣＡ膜和ＭＣＡ膜具有较高的热稳定性ꎬ而图５㊀３种醋酸纤维素膜的ＴＧ/ＤＴＧ曲线Ｆｉｇ.５㊀ＴＧａｎｄＤＴＧｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅｆｉｌｍｓ３㊀结论３.１㊀纤维素原料中ꎬ巨龙纤维素(ＢＣ)和微晶纤维素(ＭＣ)都具有较高的纯度ꎬ含纤维素分别为９３.４６％和９６.５９％ꎬ竹纸浆纤维素(ＰＣ)含纤维素较低ꎬ仅为７８.６６％ꎮ３种醋酸纤维素样品中ꎬ巨龙竹醋酸纤维素(ＢＣＡ)含乙酰基量和取代度最高ꎬ分别达到４８.５４％㊁１.９９ꎬ略高于醋酸纤维素(ＭＣＡ)和竹纸浆醋酸纤维素(ＰＣＡ)ꎬ因此ꎬＢＣ的乙酰化改性程度最高ꎮ３.２㊀３种醋酸纤维素膜材料中ꎬＢＣＡ膜的综合性能最佳ꎬ透光率超过９０％ꎻ力学性能最佳ꎬ断裂伸长率２.１％ꎬ拉伸强度４５.９７ＭＰａꎻＢＣＡ膜表面最为平整且结构最为致密ꎬ没有明显的孔洞和裂纹ꎻ疏水性能依次为ＢＣＡ膜>ＰＣＡ膜>ＭＣＡ膜ꎬＢＣＡ膜接触角可达９２.９ʎꎻＢＣＡ膜还具有较高的热稳定性ꎮ因此ꎬ巨龙竹纤维素(ＢＣ)最适合作为制备醋酸纤维素膜材料的原料ꎮ参考文献:[１]ＸＵＱꎬＣＨＥＮＣꎬＲＯＳＳＷＵＲＭＫꎬｅｔａｌ.Ａｆａｃｉｌｅｒｏｕｔｅｔｏｐｒｅｐａｒｅｃｅｌｌｕｌｏｓｅ￣ｂａｓｅｄｆｉｌｍｓ[Ｊ].ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙｍｅｒｓꎬ２０１６ꎬ１４９:２７４－２８１. 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