溶解纤维素的硫脲碱水溶剂及制备再生纤维素膜的方法
纤维素纤维原液着色技术的研究进展解读
纤维素纤维原液着色技术的研究进展纤维素原液着色技术实现了纤维素制品纺和染的一体化生产，解决了染料染色中存在日晒牢度差、色泽不匀等弊病，省略了下游产品的染色环节，减少了水和能源的消耗，是一项值得推广和发展的纤维染色技术。
本文阐述和分析了纤维素纤维原液着色技术中着色剂、溶解纤维素纤维的溶剂以及着色剂与纺丝原液相容性基础问题的最新研究进展，认为超细颜料或超细包覆颜料是纤维素纤维原液着色着色剂的主要发展方向。
1 引言纤维素纤维是最主要的纤维品种之—，在纺织、生物医药、交通、建筑和航空等领域有着广泛的应用。
近年来，随着人们生活水平的提高，纤维素纤维的需求量日益增大。
据相关文献统计，自2000年以来，我国纤维素纤维产品的年产量一直以15%-20%的速度增加，估计2009年我国粘胶短纤的产量在130万t左右。
若对这些纤维染色，势必需要消耗大量的水和能源。
纤维原液着色技术实现了纤维制品纺和染的一体化生产，该技术起始于1936年英国的卜内门公司，其基本原理是将着色剂先均匀分散到纤维素纺丝原液中，然后直接纺出有色纤维。
与传统的纤维染色方法相比，原液着色技术解决了染料染色中存在的日晒牢度和水洗牢度差、色泽不匀等弊病。
更重要的是，该技术省略了下游产品的染色环节，极大地降低了纤维素色丝的生产成本，减少了水和能源的消耗，不存在因印染带来的环境污染问题，有效解决了印染厂的污水问题。
纤维素原液着色主要有两种方法，一是在纺丝溶液中加入着色剂，经过充分的混合、溶解和过滤后，纺制成有色纤维；二是在纺丝原液进入喷丝头之前定量注入着色剂或有色原液，经静态混和器混合后，纺制成有色纤维素。
前者因纺丝管线长，着色剂对设备沾色严重，换色要进行大量的清洗；而后者换色方便，不沾污主要设备，是目前纤维素原液着色的主要方法。
可见，实现纤维素原液着色，除了对设备有要求外，还应当充分了解掺杂着色剂的纺丝原液的性质，研究溶解纤维素用溶剂的性质以及纤维素着色用的着色剂。
采用氢氧化钠/ 尿素/ 水溶液溶解体系生产纤维素纤维的工艺讨论
采用氢氧化钠/ 尿素/ 水溶液溶解体系生产纤维素纤维的工艺讨论作者：孙海燕来源：《纺织报告》 2014年第3期孙海燕（南京化纤股份有限公司，江苏南京 211511）摘要：采用氢氧化钠／尿素／水溶液溶解体系生产纤维素纤维是一种全新的生产纤维素纤维的方法，该法称为尿素溶剂法。
在尿素溶剂法中原料浆粕可在氢氧化钠／尿素／水的低温溶剂体系中快速溶解，生产纤维的工艺路线较短。
尿素溶剂法在纤维素溶解和纺丝成形过程中化学反应较少，工艺和原材料都是无毒无害的。
但尿素溶剂法中溶剂溶解纤维素的溶解机理复杂，纤维素溶解度较低，纤维素溶液的稳定性有待确定，成品纤维的强度还有待提高。
关键词：纤维素纤维；尿素；氢氧化钠中图分类号：TS102.51+1 文献标识码：ADiscuss on producting cellulose fibers with NaOH / urea / water solution systemAbstract It’s a new method to produce cellulose fiber with thedissolution system of sodium hydroxideand urea, which is called urea solvent method. With this method, raw material can dissolve quickly with lessprocess .There areless chemical reactions in Cellulose dissolution and spinning forming process ,and all rawmaterials are non-toxic. But the dissolution mechanism of cellulose withthis method is complex, cellulose haslow solubility and Stability. The fiber strength remains to be improved.Key words Cellulose fiber;urea ;Sodium hydroxide纤维素纤维的生产迄今为止仍以粘胶法（NaOH/CS2 体系）为主，以NMMO 为溶剂的Lyocell纤维由于成本因素和纤维本身的部分原因，其生产规模的扩展受到一定的制约，人们继续寻找廉价的、无污染的可以替代粘胶法生产纤维素纤维的新工艺。
LiOH复合溶剂体系直接溶解法制备新型再生纤维素纤维_张帅
纤维素样品经粉 碎置于玻璃板 上 素 纤 维 的 制
进行 测 试, 采 用 CuK A 射 线 在 备 生 产 工 艺
40 kV、150 mA 条件下, 以 5b /m in 流程。
的速度, 在 5~ 45b范围内测定试样 的衍射强度, 纤维素的结晶度通过
图 3为 从 10% ( 质量
分峰的方法计算得到。
快速 溶 解 过 程表 明 L iOH /硫脲 /尿 素水 溶 液 是
图 1 湿法纺丝机示意图
1 d, 测试纤维长度为 50 mm, 拉伸 速度为 用
纤维 素 的 理 想溶剂, 并将 大大 缩 短 后
R igaku-D /MAX 广角衍射 仪测试。 道 再 生 纤 维
行表征, 所测试的纤维经过液氮冷 尿 素 水 溶 液
冻脆断并经喷金 处理。制备的 纤 中 达 到 完 全
维的力学性能通 过使用东华大 学 溶 解。 这 种
研 制 的 XQ-1 的 强 伸 仪, 依 据 ASTM D2256-80 标 准 进 行 测 定。 测试纤维首先在恒温恒湿室 ( 温度 为 20e , 相对湿度为 65% ) 中调湿
粕从中国河南新乡白鹭化纤公司
购得, 聚合度为 620。其他化学药 品均为直接购买, 并直接使用。 112 纤维素溶液及再生纤维素纤
维的制备 将 28 g 纤 维 素置 入 预 冷 至 - 12e 的 400 g复配的溶剂中 ( 溶 剂组 分的质量 百分比为 L iOH B硫 脲 B尿素 BH2O = 4. 6B10B4. 5B80. 1), 常温下搅拌 3 m in, 然后通 过盐水 冰浴控制溶液温度为 - 2~ 0e , 并 继续搅拌 3 m in。制得的溶液经过 400目的滤网过滤, 并通过离心机 在 4 000 r/m in 转速下离心 5 m in 以脱泡。 生态复合纤维 的制取采 用实 验室 自制 的湿 法纺 丝机 ( 图 1 )。 室温下纤维素溶液缓慢倒 入纺丝 液料 桶中。 0. 1 MP a 的压力用 于 挤压纺丝液进入温度为 20e 的凝 固浴 [ 10% ( 质 量 分 数 ) H2 SO4 / 12. 5% ( 质 量 分 数 ) N a2 SO4 ] 中。 喷丝 板为 6 孔 喷丝板, 孔径 为 0. 1 mm。纺制的纤 维通过 N elson 辊并卷绕。复合长丝纤维 经流动 水水 洗 30 m in 后 室温 下 干 燥 待 测。
功能性再生纤维素复合膜的制备及性能研究进展
2016年第35卷第2期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·341·化工进展功能性再生纤维素复合膜的制备及性能研究进展王晶晶，王钱钱，张超群，孙建中（江苏大学生物质能源研究所，江苏镇江 212013）摘要：纤维素是自然界中储量最大的天然高分子化合物，被认为是未来能源和化工的主要原料。
然而，天然纤维素聚合度高、结晶度高的特性，使其难以溶于常规溶剂，极大限制了纤维素的应用。
近年来，人们发现了多种新型纤维素溶剂体系，本文简要介绍了基于新型纤维素溶剂体系制备而来的再生纤维素膜以及一系列功能性再生纤维素基有机/无机复合膜材料。
通过新型纤维素溶剂体系溶解再生得到的再生纤维素基复合膜在多孔性、热稳定性、强度等性能方面得到一定程度的改善，有望应用于包装、污水处理、传感器、生物医学等领域。
本文基于再生纤维素膜及其复合膜材料的最新研究进展，对今后发展的热点方向进行了展望，旨在为纤维素溶解和功能性再生纤维素新材料的开发提供参考。
关键词：纤维素溶剂；再生纤维素膜；复合膜；功能性中图分类号：TQ 35 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）02–0341–11DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.02.001Research progress on preparation and properties of functionalregenerated cellulose composite membranesWANG Jingjing，WANG Qianqian，ZHANG Chaoqun，SUN Jianzhong（Biofuels Institute，Jiangsu University，Zhenjiang 212013，Jiangsu，China）Abstract: Cellulose, the most abundant natural renewable resources on the earth, has been considered as the main raw material for future energy and chemical industry. However, due to its high degree of polymerization and crystalline index, cellulose is extremely difficult to dissolve in conventional solvents, which greatly limits its application. More recently, many new cellulose solvents have been developed to overcome this problem. This paper briefly introduces a series of regenerated cellulose membranes and functional organic/inorganic regenerated cellulose composite membranes with these new cellulose solvents. It has been found that the properties of those cellulose composites, such as the porosity, thermal stability and mechanical properties are significantly improved, giving them promising applications in packaging, wastewater treatment, sensors, biological medicine, etc. The latest research progress of regenerated cellulose membranes and functional regenerated cellulose composites is summarized in this paper. Finally, the trends on developing cellulose solvents and functional regenerated cellulose materials are proposed to provide a guide for cellulose dissolution and new functional regenerated cellulose-based composites.Key words：cellulose solvent; regenerated cellulose; composite membranes; functionality随着环境问题的日益严峻以及石油、煤炭等储量的急剧减少，人们逐渐将目光集中到可再生资源的开发与利用上，尤其是在高性能材料的制备与应用领域。
纤维素在NaOH_尿素_硫脲复合溶剂体系中的溶解性能研究_英文_
solvents，within 5 minutes，after 2 hours stirring ，and
then placed cryogenics 2 hours，again thaw mixing
15—20 minutes． Cellulose dissolved part and dissolved
negatively charged alkali cellulose，caused the severe swelling，and cellulose fossilized cellulose amorphous area，but the adhesion between macromolecules cannot affect all the adhesion between cellulose macromolecules． Because thiourea and urea contains polarity strong C = O，C = S and - NH2 groups，easily and cellulose macromolecular formed between the molecules hydrogen bonding ［5］． Table 1 is the orthogonal experiment that we design sodium hydroxide，urea，thiourea different quality ratio． From the table that display the data of thiourea biggest influence，followed by urea． Because involves the quality percentage gap is too small so sodium hydroxide has little impact． To dissolve cellulose ability the biggest the solvent system composition is that NaOH / urea / thiourea / water quality ratio 7 /7 /10 /76． According to this ratio of cellulose pulp are dissolved， determine its solubility for 89． 43% ．
一种溶解纤维素的溶剂及其制备方法和用途[发明专利]
![一种溶解纤维素的溶剂及其制备方法和用途[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/6e5836e279563c1ec4da71c9.png)
专利名称：一种溶解纤维素的溶剂及其制备方法和用途专利类型：发明专利
发明人：金华进,顾利霞
申请号：CN200510027217.2
申请日：20050629
公开号：CN1699442A
公开日：
20051123
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种快速直接溶解纤维素的溶剂，该溶剂由氢氧化钠、硫脲、尿素、水四元体系组成，溶剂温度在－12～5℃时，具有最强的溶解能力，本发明还提供了利用该溶剂快速溶解纤维素及制备纤维素纤维或纤维素膜的方法。
该溶剂体系对纤维素的溶解能力强，溶剂无毒，环境友好，价格便宜，而且废液可直接用于化肥的生产，或者可以通过重结晶的方法进行回收利用，因此与其它溶剂相比具有较大的优势。
申请人：东华大学
地址：200051 上海市延安西路1882号
国籍：CN
代理机构：上海申汇专利代理有限公司
代理人：张竹梅
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再生细菌纤维素在NaOH／尿素／硫脲溶剂体系中的溶解性能研究
第２ ７卷
第 ５期
天 津 工 业 大 学 学 报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＩ ＡＮＪ Ｎ Ｉ ＰｏＬＹＴＥＣＨＮＩ ＵＮＩ Ｃ ＶＥＲＳ ＴＹ Ｉ
Ｖｏ ．７ Ｎｏ５ １２ ．
２０ ０ ８年 １ ０月
０ ｔｂ ｒ ２ ０ ｃｏ ｅ ０ ８
再 生 细 菌 纤维 素 在 Ｎ ＯＨ 尿 素／ 脲 溶 剂体 系 中 ａ ／ 硫 的溶 解 性 能 研 究
文献标识码： Ａ
文 章 编 号 ： ６ １ ０ ４ ２ ０ ）５ ０ ２ — ５ １ ７ — ２ Ｘ（０ ８ ０ — ０ ８ ０
Ｄｉｓ ｌ ｉ ｎ ｐ ｏ ｒ ｉｓ ｏ ｅ ｅ ｒ ｔ ｄ ｂａ ｔ ｒ ａ ｅ ｌ ｏ ｅ ｓ ｏ ｕｔｏ ｒ ｐｅ ｔｅ ｆｒ ｇ ｎｅ ａ ｅ ｃ ｅ ｉ ｌｃ ｌ ｕｌ ｓ ｉ ＯＨｌ ｒ ａ ｔ ｉ ｕｒ ａ ｓ ｌ ｔｏ ｎ Ｎａ ／ ｅ ／ｈ ｏ ｅ ｏ ｕ ｉ ｎ ｕ
响 ， 而得 到 该体 系下 的 最佳 溶 解条 件 ： ＯＨ 质量 分 数 ７ 尿 素质 量 分数 ８ ， 脲 质 量分 数 １ ％ 预 冷 温 从 Ｎａ ％， ％ 硫 ０
再生纤维素rc膜 制备
再生纤维素rc膜制备
再生纤维素（Regenerated Cellulose，简称RC）是一种由纤维素纤维制备而成的薄膜材料。
与传统的合成薄膜相比，RC膜具有许多优点，例如生物降解性、可再生性和可调控的物理化学性质，使其在各个领域都有着广泛的应用前景。
RC膜的制备过程相对简单，可以通过纤维素纤维的溶解和再生来实现。
通常，采用的溶剂是无机盐或有机溶剂，如氢氧化钠或碳酸钠溶液。
在溶剂中，纤维素纤维会发生溶胀，并形成纤维素溶液。
接下来，通过调整溶液的浓度、温度和pH值等参数，可以控制RC膜的结构和性能。
最后，将溶液通过旋涂、浇筑或喷涂等方法制备成薄膜，并经过干燥和固化等工艺步骤，得到具有一定厚度和强度的RC膜。
RC膜具有优异的物理化学性质，使其在多个领域有广泛应用。
首先，RC膜具有良好的热稳定性和机械性能，可以用于高温环境下的分离膜、过滤膜和保护膜等。
RC膜还具有可再生性和可降解性的特点。
由于其原料纤维素来源广泛且可再生，RC膜制备过程中的废料也可以回收再利用，减少了资源的浪费和环境的污染。
同时，RC膜在使用过程中可以通过自然降解或生物降解的方式进行处理，不会对环境造成永久性的影响。
这使得RC膜成为一种具有可持续性和环境友好性的材料。
再生纤维素（RC）膜作为一种新型的薄膜材料，在各个领域都有着广泛的应用前景。
其具有可再生性、可调控性和可降解性等优点，使其在医药、环境、能源和电子等领域具有广泛的应用潜力。
希望通过不断的研究和创新，能够进一步拓展和应用RC膜，为人类的生活和科技进步做出更多的贡献。
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一、引言
随着人们对环境保护意识的不断增强，生物基材料的研究与应用越来
越受到关注。
纤维素作为植物细胞壁的主要成分，在可再生资源中占
据重要地位。
然而，由于其结晶性强、生物降解缓慢等特性，制约了
其在实际应用中的广泛使用。
溶解纤维素成为改善纤维素可加工性和
应用性的重要途径之一，其中硫脲碱是一种常用的水溶剂。
本文将对
溶解纤维素的硫脲碱水溶剂及制备再生纤维素膜的方法进行详细介绍。
二、溶解纤维素的硫脲碱水溶剂
1. 硫脲碱的基本性质
硫脲碱，又称硫脲，是一种含有硫和脲基团的有机化合物。
其分子结
构中含有两个脲基团，使其在水中具有良好的溶解性。
硫脲碱具有低
成本、绿色环保等特点，因此在纤维素溶解过程中备受关注。
2. 硫脲碱水溶剂溶解纤维素的原理
纤维素是一种聚合物，其分子结构中包含大量的羟基和葡萄糖基元，
使其具有较强的极性。
而硫脲碱分子中的脲基团和硫原子能够与纤维
素分子中的羟基发生氢键作用，从而促使纤维素溶解于水中。
硫脲碱
被广泛应用于纤维素及其衍生物的溶解和改性中。
三、制备再生纤维素膜的方法
1. 溶解纤维素
将纤维素原料加入一定量的硫脲碱水溶液中，控制溶解温度和时间，
使纤维素充分溶解于溶剂中。
溶解过程中需不断搅拌以促进纤维素的溶解和扩散。
2. 凝胶化
将溶解后的纤维素溶液均匀地倾倒在平整的玻璃板上，使其形成均匀的薄膜状。
然后放置于恒温箱中，使溶液中的溶剂缓慢蒸发，纤维素分子逐渐聚集并形成凝胶。
在凝胶形成后，需进行必要的固化处理。
3. 再生纤维素膜的形成
经过固化处理后的凝胶可形成稳定的再生纤维素膜。
膜的性能可通过控制溶解纤维素的浓度、溶剂用量、凝胶化条件等参数来调控，以满足不同领域的需求。
四、再生纤维素膜的应用及发展前景
再生纤维素膜具有优良的机械性能、生物相容性和可降解性，被广泛应用于生物医用材料、食品包装、环境保护等领域。
随着生物医用材料领域的快速发展，再生纤维素膜作为一种潜在的生物可降解材料，其应用前景广阔。
溶解纤维素的硫脲碱水溶剂及制备再生纤维素膜的方法具有重要的理论和应用价值。
随着对生物基材料的研究不断深入，相信该领域的发展将会为环境、健康和可持续发展做出更大的贡献。
五、再生纤维素膜的性能调控与优化
再生纤维素膜作为一种重要的生物基材料，其性能的调控和优化对于其在不同领域的应用具有重要意义。
目前，通过调控溶解纤维素的浓度、溶剂用量、溶解温度以及凝胶化条件等参数，可以实现再生纤维素膜的性能调控。
通过添加功能性添加剂、纳米材料等手段，也可以对再生纤维素膜的性能进行优化，从而满足不同领域的需求。
1. 调控溶解纤维素的浓度
溶解纤维素的浓度会直接影响再生纤维素膜的性能。
一般来说，较高浓度的溶解纤维素可制备出性能更优异的膜材料。
通过控制溶解纤维素的浓度，可以实现再生纤维素膜的强度、透明度、吸水性等性能的调控。
2. 添加功能性添加剂
在溶解纤维素的过程中，添加适量的功能性添加剂，如纳米粒子、抗菌剂、抗氧化剂等，可以有效改善再生纤维素膜的性能。
添加纳米粒子可以提高膜的机械性能和抗菌性能；添加抗氧化剂可以提高膜的稳定性和耐候性能。
3. 利用纳米材料进行优化
纳米材料具有独特的物理化学性质，可以被应用于再生纤维素膜的改性和优化中。
通过添加纳米纤维素、纳米石墨烯等纳米材料，可以显著改善再生纤维素膜的力学性能、热稳定性和阻隔性能。
通过以上手段的应用，可以实现再生纤维素膜的性能调控与优化，进而满足其在生物医用材料、食品包装、环境保护等领域的不同需求。
六、再生纤维素膜在生物医用材料领域的应用
再生纤维素膜具有优良的生物相容性、可降解性以及透明度等特点，因此在生物医用材料领域具有广阔的应用前景。
1. 皮肤修复敷料
再生纤维素膜可以作为皮肤修复敷料的材料，其透明度和生物相容性有利于伤口的观察和愈合。
另外，再生纤维素膜的柔韧性和可塑性也能够更好地与人体皮肤结合，减小患者的不适感。
2. 组织工程支架
再生纤维素膜可以通过调控其孔隙结构和表面性质，作为组织工程支架用于软组织修复和再生。
其良好的生物相容性和可降解性能有利于支架在体内的生物相容性和组织修复效果。
3. 药物缓释载体
再生纤维素膜可利用其多孔结构作为药物的缓释载体，实现药物的控释和持续释放，从而提高药物的生物利用度和疗效。
通过上述应用，再生纤维素膜在生物医用材料领域具有广泛的应用前
景。
随着该领域的快速发展，相信再生纤维素膜将为医疗卫生事业做
出重要贡献。
七、再生纤维素膜在食品包装领域的应用
再生纤维素膜作为一种可降解的生物基材料，其在食品
包装领域也具有重要的应用潜力。
1. 环保包装材料
再生纤维素膜具有良好的可降解性能，可以代替传统的塑料包装材料，减少对环境的污染。
其生物降解产物对环境的影响较小，符合环境保
护的要求。
2. 食品保鲜包装
再生纤维素膜可以通过调控其透气性、透湿性和机械性能，制备成具
有一定保鲜效果的食品包装膜。
其良好的生物相容性和可降解性对包
装的食品安全具有重要意义。
3. 仿生包装材料
再生纤维素膜在结构和性能上可模拟自然材料，如纤维素的纤维结构
和透明度，可以制成仿生包装材料，满足不同食品对包装材料的需求。
通过以上应用，再生纤维素膜在食品包装领域有望取代传统的塑料包
装材料，成为一种环保、安全的新型食品包装材料。
八、再生纤维素膜在环境保护领域的应用
再生纤维素膜由于具有优良的可降解性和可再生性，因此在环境保护领域也具有重要的应用价值。
1. 水处理膜材料
再生纤维素膜可以通过调控其孔隙结构和表面性质，制备成用于水处理的微滤膜、超滤膜等膜材料，用于水处理和废水处理工程中。
2. 油水分离膜材料
再生纤维素膜可通过表面改性或添加亲油亲水功能性添加剂，制备成用于油水分离的功能材料，对于水域的油污染治理具有重要意义。
3. 生物降解垃圾袋
再生纤维素膜的生物降解特性使其可以用于生物降解垃圾袋的制备。
在生活垃圾处理中，采用再生纤维素膜制成的生物降解垃圾袋可以有效减少对环境的污染。
通过以上应用，再生纤维素膜在环境保护领域有望成为一种重要的功能材料，为环境保护事业做出贡献。
九、再生纤维素膜的发展趋势和展望
再生纤维素膜作为一种新型的生物基材料，在生物医用材料、食品包装、环境保护等领域具有广泛的应用前景。
随着对生物基材料需求的
不断增长，再生纤维素膜的发展也呈现出一些新的趋势和展望。
1. 多功能性与复合材料的发展
未来再生纤维素膜有望向多功能性和复合材料方向发展，通过与其他
功能性材料的复合，实现再生纤维素膜性能的多样化和功能的丰富化。
2. 新型应用领域的拓展
除了生物医用材料、食品包装和环境保护等传统应用领域，再生纤维
素膜还有望拓展到新型应用领域，如电子器件、能源储存、传感器等
领域。
3. 环保政策的支持
随着国内外环保政策的不断完善和推进，再生纤维素膜作为一种环保
的生物基材料，将受到更多政策和市场的支持，推动其产业化和市场
化进程。
再生纤维素膜作为一种重要的生物基材料，在多个领域都具有重要的
应用前景。
随着科学技术的不断进步和环境意识的增强，相信再生纤
维素膜必将迎来更加广阔的发展空间和市场机遇。