纤维素总结要点

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基础知识了解纤维素的重要性

基础知识了解纤维素的重要性

基础知识了解纤维素的重要性纤维素是一种存在于植物细胞壁中的生物聚合物,具有重要的生物学和工业应用价值。

它在生活和环境中扮演着重要的角色,具有广泛的应用领域。

本文将深入探讨纤维素的基础知识,以及它在不同领域中的重要性和价值。

一、纤维素的基础知识纤维素是由葡萄糖分子经β-1,4-型糖苷键连接而成的聚合物。

它是植物细胞壁的主要成分,是地球上最丰富的有机化合物之一。

纤维素存在于各种植物中,如木材、纸浆、棉花、亚麻和大米等。

它是一种无色、无味、无臭的固体物质,不溶于水和大部分有机溶剂。

二、纤维素在生物学中的重要性纤维素在生物学中具有重要的功能和作用。

首先,纤维素是植物细胞壁的主要组成部分,提供了机械强度和结构支撑。

它使植物能够保持形状和稳定性,并提供了保护和防御的功能。

其次,纤维素在植物生长和发育过程中起着关键的调节作用。

它参与细胞分裂和伸展,影响细胞的形态和功能。

此外,纤维素还是植物光合作用和物质运输的重要组成部分。

三、纤维素在工业应用中的重要性纤维素在工业应用中具有广泛的价值和应用前景。

首先,纤维素作为纸浆的重要原料,广泛用于纸张和纸板的生产。

由于纤维素能够提供纤维结构和强度,使得纸张具有良好的机械性能和印刷性能。

其次,纤维素在纺织和纤维制品工业中广泛应用。

如棉花、亚麻和大麻等纤维素材料,被用于制造纺织品、纱线和服装等。

此外,纤维素还用于能源生产、食品添加剂和生物质材料等领域。

四、纤维素在环境保护中的重要性纤维素在环境保护方面扮演着重要的角色。

首先,纤维素是可再生资源的主要组成部分之一。

通过合理利用纤维素资源,可以减少对自然木材和石油等有限资源的依赖,实现资源的可持续利用。

其次,纤维素在生物降解和废物处理中起着重要的作用。

纤维素可以被许多微生物分解和降解,从而减少对环境的污染和破坏。

综上所述,纤维素作为一种重要的生物聚合物,在生活和环境中具有广泛的应用和重要性。

深入了解纤维素的基础知识,有助于我们更好地认识和利用纤维素,促进纤维素相关产业的发展和创新。

阳离子纤维素总结资料

阳离子纤维素总结资料

阳离子纤维素总结资料阳离子纤维素是一种功能性纤维素,由于其独特的物理和化学性质,被广泛应用于纺织、造纸、食品、医药和化妆品等领域。

本文将详细介绍阳离子纤维素的定义、制备方法、性质特点以及应用领域。

一、定义阳离子纤维素是一种具有阳离子性质的纤维素,其分子结构中含有阳离子基团。

阳离子基团可以通过化学修饰或生物合成的方式引入纤维素分子中,使其具有良好的阳离子性质。

二、制备方法1. 化学修饰法:通过化学反应,在纤维素分子中引入阳离子基团。

常用的化学修饰方法包括醚化、酯化、胺化等。

2. 生物合成法:利用微生物或酶的作用,将阳离子基团引入纤维素分子中。

生物合成法具有环保、高效的特点。

三、性质特点1. 高吸附性:阳离子纤维素具有良好的吸附性能,可以吸附水分、有机物和重金属离子等。

2. 优异的抗菌性:阳离子纤维素具有良好的抗菌性能,可以抑制细菌的生长和繁殖。

3. 良好的染色性:阳离子纤维素具有良好的染色性能,可以与染料分子发生静电作用,实现纤维素的染色。

4. 高度可调性:阳离子纤维素的阳离子基团可以通过调整修饰方法和条件进行调控,实现纤维素性能的可控性。

四、应用领域1. 纺织领域:阳离子纤维素可以用于纺织品的功能性改良,如提高纤维的抗菌性、吸湿性和抗静电性。

2. 造纸领域:阳离子纤维素可以用于造纸工艺中的湿强剂和干强剂,提高纸张的强度和耐水性。

3. 食品领域:阳离子纤维素可以用作食品的稳定剂、增稠剂和乳化剂,改善食品的质感和口感。

4. 医药领域:阳离子纤维素可以用于制备药物缓释系统和伤口敷料,具有良好的生物相容性和缓释性能。

5. 化妆品领域:阳离子纤维素可以用于制备护肤品和化妆品,具有良好的吸附性和保湿性。

综上所述,阳离子纤维素是一种具有广泛应用前景的功能性纤维素。

通过调控其制备方法和条件,可以实现纤维素性能的可控性,满足不同领域的需求。

在未来的研究和应用中,阳离子纤维素将发挥更大的作用,为各个领域的发展做出贡献。

纤维素基础知识

纤维素基础知识

纤维聚丙烯晴纤维纤维(Fiber ):一般是指细而长的材料。

纤维具有弹性模量大,塑性形变小,强度高等特点,有很高的结晶能力,分子量小,一般为几万。

一、天然纤维天然纤维是自然界存在的,可以直接取得纤维,根据其来源分成植物纤维、动物纤维和矿物纤维三类。

(一)植物纤维植物纤维是由植物的种籽、果实、茎、叶等处得到的纤维,是天然纤维素纤维。

从植物韧皮得到的纤维如亚麻、黄麻、罗布麻等;从植物叶上得到的纤维如剑麻、蕉麻等。

植物纤维的主要化学成分是纤维素,故也称纤维素纤维。

植物纤维包括:种子纤维、韧皮纤维、叶纤维、果实纤维。

种子纤维:是指一些植物种子表皮细胞生长成的单细胞纤维。

如棉、木棉。

韧皮纤维:是从一些植物韧皮部取得的单纤维或工艺纤维。

如:亚麻、苎麻、黄麻、竹纤维。

叶纤维:是从一些植物的叶子或叶鞘取得的工艺纤维。

如:剑麻、蕉麻。

果实纤维:是从一些植物的果实取得的纤维。

如:椰子纤维。

(二)动物纤维动物纤维是由动物的毛或昆虫的腺分泌物中得到的纤维。

从动物毛发得到的纤维有羊毛、兔毛、骆驼毛、山羊毛、牦牛绒等;从动物腺分泌物得到的纤维有蚕丝等。

动物纤维的主要化学成分是蛋白质,故也称蛋白质纤维。

动物纤维 (天然蛋白质纤维) 包括:毛发纤维和腺体纤维。

毛发纤维: 动物毛囊生长具有多细胞结构由角蛋白组成的纤维。

如:绵羊毛、山羊绒、骆驼毛、兔毛、马海毛。

丝纤维: 由一些昆虫丝腺所分泌的,特别是由鳞翅目幼虫所分泌的物质形成的纤维,此外还有由一些软体动物的分泌物形成的纤维。

如:蚕丝。

(三)矿物纤维矿物纤维是从纤维状结构的矿物岩石中获得的纤维,主要组成物质为各种氧化物,如二氧化硅、氧化铝、氧化镁等,其主要来源为各类石棉,如温石棉,青石棉等。

二、化学纤维化学纤维是经过化学处理加工而制成的纤维。

可分为人造纤维和合成纤维两类。

(一)人造纤维人造纤维是用含有天然纤维或蛋白纤维的物质,如木材、甘蔗、芦苇、大豆蛋白质纤维等及其他失去纺织加工价值的纤维原料,经过化学加工后制成的纺织纤维。

简述纤维素的化学结构特征__概述及解释说明

简述纤维素的化学结构特征__概述及解释说明

简述纤维素的化学结构特征概述及解释说明1. 引言1.1 概述纤维素是一种广泛存在于植物细胞壁中的高分子化合物,具有重要的生态和经济意义。

它是由葡萄糖分子通过β-(1→4)型糖苷键连接而成的线性聚合物。

纤维素晶体具有高度的结晶性和机械强度,使其成为自然界最丰富和可再生的生物质。

1.2 文章结构本文将首先介绍纤维素的化学结构特征,包括其组成成分、分子结构以及化学键结构。

接着,将探讨纤维素的物理性质和化学性质,并介绍其在各个领域中的功能和应用。

然后,将阐述天然来源和工业提取方法以及生物技术提取方法中纤维素的提取过程。

最后得出本文的结论。

1.3 目的本文旨在全面了解纤维素的化学结构特征,深入探讨其性质与功能,并介绍不同来源和提取方法,从而为进一步研究和应用纤维素提供基础知识。

同时也旨在增加对纤维素的认识,促进可持续发展与环境保护的实现。

2. 纤维素的化学结构特征2.1 纤维素的组成成分纤维素是一种由多个葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而成的聚合物。

它主要由纤维素链(纤维素微晶区)和非纤维素物质(如半纤维素和木质素)组成。

其中,纤维素链是由数百至数千个葡萄糖单体通过β-1,4-糖苷键连接而形成的线性链状结构。

2.2 纤维素的分子结构纤维素的分子结构具有高度有序性。

每个葡萄糖单体都与前后两个单体通过氢键相互连接,形成了平行排列且紧密堆积的微晶区域。

这种有序结构赋予了纤维素优异的力学性能和稳定性。

2.3 纤维素的化学键结构在纤维素中,葡萄糖单体之间通过β-1,4-糖苷键进行连接。

这种化学键结构使得纤维素链具有较高的强度和稳定性,并且不容易被水解。

此外,纤维素链中的羟基(OH)官能团也是一些化学反应和功能修饰的重要位点。

总的来说,纤维素的化学结构特征是由线性排列的葡萄糖单体通过β-1,4-糖苷键连接而成的聚合物。

其分子结构高度有序,具有微晶区域,并且具有较高的力学性能和稳定性。

这种特殊结构不仅赋予了纤维素独特的物理性质和化学性质,还为其在各个领域中的广泛应用提供了基础。

高一化学纤维素知识点

高一化学纤维素知识点

高一化学纤维素知识点高一化学:纤维素知识点纤维素是一种非常常见的有机化合物,它在生物体内起着重要的结构和功能作用。

作为一名高一化学学生,了解纤维素的相关知识点对我们深入学习化学和理解生命科学都非常重要。

在本文中,我们将探讨有关纤维素的一些基本概念和特性。

一、纤维素的组成和结构纤维素是由多个葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而成的一种聚合物。

每个葡萄糖分子的C1-OH与下一个葡萄糖分子的C4-OH 之间形成糖苷键。

这种特殊的连接方式使得纤维素的结构非常稳定,不容易被水解。

由于这种特殊结构,纤维素通常不溶于水,且具有良好的机械强度。

二、纤维素在生物体内的作用纤维素在生物体内的最主要作用是提供结构支持和骨架。

它存在于植物细胞壁中,使得细胞壁具有一定的刚性和稳定性。

纤维素还可以作为植物的纤维组织的主要构成成分,例如木质部和纤维束。

此外,纤维素还具有促进食物的消化和预防便秘的作用,它可以增加粪便的体积,并促进肠道蠕动。

三、纤维素的应用领域纤维素的稳定性和绝缘性使得它在工业和生活中有广泛的应用。

最常见的应用是制造纸张和纸板。

纤维素本身可以提供纤维间的结构支撑,使纸张具有一定的强度和稳定性。

此外,纤维素还被用作水溶胶、能量储存材料和生物质燃料等方面的原料。

四、纤维素的化学性质和反应纤维素是一种多糖,因此它具有一些典型的多糖性质。

例如,纤维素可以被酶类水解为葡萄糖或其他单糖。

在高温和酸性条件下,纤维素还可以发生裂解反应,生成一些有机化合物。

五、纤维素的生物转化和利用纤维素的生物转化和利用是一个研究热点领域。

由于纤维素的结构稳定性和难溶性,如何高效地将纤维素转化为有用的化学品和燃料具有很大的挑战性。

目前,一些微生物和酶催化反应的研究已经取得了一定的进展,使得纤维素的转化变得更为可行。

六、纤维素的环境影响和可持续利用纤维素的大量应用也带来了一些环境问题。

例如,废弃纸张的处理和回收、纤维素的生产和利用过程中产生的废水和废气等。

阳离子纤维素总结资料

阳离子纤维素总结资料

阳离子纤维素总结资料
阳离子纤维素是一种具有阳离子性质的纤维素衍生物,具有良好的吸附性能和
稳定性,广泛应用于纺织、造纸、水处理等领域。

以下是对阳离子纤维素的总结资料:
1. 结构特点:阳离子纤维素是通过在纤维素份子上引入阳离子官能团而得到的。

常用的阳离子官能团包括胺基、季铵盐基团等。

阳离子纤维素具有线性结构和高度的阳离子度。

2. 吸附性能:阳离子纤维素具有良好的吸附性能,可以吸附水中的颗粒物、有
机物、重金属离子等。

这种吸附性能使得阳离子纤维素在水处理领域有广泛应用,可以用于净化水质、去除污染物。

3. 稳定性:阳离子纤维素具有良好的稳定性,可以在不同的环境条件下保持其
吸附性能。

它可以在酸性、碱性和高温条件下使用,不易发生溶解或者失去吸附能力。

4. 应用领域:阳离子纤维素在纺织、造纸、水处理等领域有广泛应用。

在纺织
领域,阳离子纤维素可以用于改善纤维的染色性能和抗静电性能。

在造纸领域,阳离子纤维素可以用作湿强剂和干强剂,提高纸张的强度和质量。

在水处理领域,阳离子纤维素可以用于净化废水、去除重金属离子和有机物。

综上所述,阳离子纤维素具有良好的吸附性能和稳定性,广泛应用于纺织、造纸、水处理等领域。

它的应用可以改善产品性能,提高生产效率,同时也有利于环境保护和资源利用。

阳离子纤维素总结资料

阳离子纤维素总结资料

阳离子纤维素总结资料阳离子纤维素是一种天然高分子化合物,它具有很多独特的性质和广泛的应用。

本文将对阳离子纤维素的定义、特性、制备方法以及应用领域进行详细的总结。

一、阳离子纤维素的定义阳离子纤维素是一种聚离子化合物,其分子结构中含有阳离子官能团。

它可以通过将天然纤维素(如木质纤维素)与阳离子化试剂反应得到。

阳离子纤维素具有良好的水溶性和阳离子吸附性能。

二、阳离子纤维素的特性1. 水溶性:阳离子纤维素在水中具有良好的溶解性,可以形成均匀的溶液。

2. 阳离子吸附性:阳离子纤维素能够吸附和结合阳离子,使其在溶液中形成稳定的络合物。

3. 高度可调性:阳离子纤维素的阳离子官能团可以通过化学修饰进行调整,以满足不同应用的需求。

4. 生物可降解性:阳离子纤维素是一种天然高分子化合物,具有良好的生物可降解性和生物相容性。

三、阳离子纤维素的制备方法1. 阳离子化反应:将天然纤维素与阳离子化试剂(如3-氯-2-羟基丙基三甲基氯化铵)在适当条件下反应,生成阳离子纤维素。

2. 化学修饰:通过对阳离子纤维素的化学修饰,调整其阳离子官能团的类型和数量,以改变其性质和应用范围。

四、阳离子纤维素的应用领域1. 纸张工业:阳离子纤维素可以用作纸张的湿强剂和干强剂,提高纸张的强度和耐久性。

2. 纺织品工业:阳离子纤维素可以用作纺织品的染料固定剂和防缩剂,提高纺织品的染色牢度和尺寸稳定性。

3. 食品工业:阳离子纤维素可以用作食品增稠剂和乳化剂,改善食品的质地和口感。

4. 医药领域:阳离子纤维素可以用作药物缓释剂和组织工程支架材料,具有良好的生物相容性和生物可降解性。

5. 污水处理:阳离子纤维素可以用作污水处理剂,吸附和结合污水中的悬浮物和重金属离子,提高污水处理效果。

综上所述,阳离子纤维素是一种具有独特性质和广泛应用的天然高分子化合物。

它的制备方法简单,应用领域广泛,对于提高纸张、纺织品、食品和医药领域的性能具有重要意义。

随着科学技术的不断进步,阳离子纤维素的应用前景将更加广阔。

细菌纤维素酶结构和功能总结要点

细菌纤维素酶结构和功能总结要点

纤维素酶结构和功能概述了细菌纤维素酶的水解机制及其基因的克隆和表达,总结了近年来纤维素酶结构和功能方面的研究成果,展望细菌纤维素酶领域的研究前景。

1引言2纤维素分解性细菌的类群纤维素分解性细菌是指能分解纤维素的细菌分三大类群:(1)厌氧发酵型:芽孢梭菌属(Clostridium)、牛黄瘤胃球菌属(Ruminococcus)、白色瘤胃球菌(Ruminococcusalbus)、产琥珀酸拟杆菌(Bacteroides succinogenes)、产琥珀酸丝状杆菌(Fibrobactersuccinogenes)、溶纤维菌(Butyrivibrio fibrisolvens)、热纤梭菌(Clostridium thermocellum)、解纤维梭菌(Clostridiumcellulolyticum);(2)好氧型:粪碱纤维单胞菌(Cellulomonasfimi)、纤维单胞菌属(Cellulomonas)、纤维弧菌属(Cellvibrio)、发酵单胞菌(Zymomonas)、混合纤维弧菌(Cellvibrimixtus);(3)好氧滑动菌,如噬胞菌属(Cytophaga)。

4 细菌纤维素酶分类细菌纤维素酶是多酶复合体系,根据各酶的功能可分为三大类:(1)内切葡聚糖酶(1,4-D-glueanohydrolase或endo-1,4-β-D-glucanase,EC 3.2.1.4),简称Cen。

作用于纤维素内部的非结晶区,随机水解β-1,4-糖苷键,将长链纤维素分子截短,产生大量非还原性末端的小分子纤维素,其分子量大小约为23-146KD。

(2)外切葡聚糖纤维二糖水解酶(1,4-β-D-glucan cellobio-hydrolase 或exo-1,4-β-D- glucanase,EC3. 2.1.91),简称Cex。

作用于纤维素线状分子末端,水解β-1,4-D-14糖苷键,依次切下一个纤维二糖分子,故又称为纤维二糖水解酶(cellobiohydrolase),分子量约38-118 KD。

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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,我们就很有必要继续深化对天然纤维素及其衍生物液晶的研究和开发。

3.4 吸附性纤维素材料3.4.1:吸油材料:水资源污染已是一个严重的社会问题,而油类污染是造成水污染的重要因素之一,随着经济的迅速发展和社会的不断进步,对高吸油树脂的吸油性能及合成原料的可持续性利用方面的要求越来越高,目前国内外合成的性能较好的高吸油树脂几乎全都以石油副产品为惟一合成单体,但石油是不可再生资源,且价格日益高涨,采用维素基吸油材料作为治理工业及日常生活中的废油处理剂,不仅使吸油产品的综合生产成本大幅度降低,由于天然纤维素细小的内部结构,能够使吸油材料的吸油性能得到明显改善,同时,由于天然纤维素材料本身具有优良的可降解性,还可消除废弃合成吸油树脂对环境的污染。

3.4.2:吸附重金属材料:人们通过研究发现纤维素的某些共聚物具有同重金属吸附结合或鳌合的能力,通过对纤维素进行改性可用于海水中回收铀,金等贵重金属,或用于污水中重金属的处理。

3.4.3:高吸水材料:以纤维素为基质的高吸水材料一直是人们研究与开发的活跃领"纤维素是含有多轻基的高分子多糖,由于轻基的亲水性能,这种性质使得纤维素本身就具有一定的吸水和吸湿能力,只是由于纤维素本身高度结晶结构使大部分轻基处于氢键缔合状态,从而使这种吸水能力收到了限制"因此制备纤维素系高吸水材料时,首先必须要尽量破坏纤维素的结晶结构!提高其反应发生的可能行,然后通过特殊的化学反应方法在纤维素大分子上接上高亲水性基团。

二)纤维素溶剂的制备1)纤维素溶剂的制备:1.1 衍生物溶解法:纤维素是由D一葡萄糖聚合形成的链状高分子,每个单元内都有3个自由基-OH,因此在特定条件下,能与部分酸碱或其他化学物质发生反应,一般最终产物都为纤维素酯,该酯要比纤维素更易溶解在某些溶剂中。

1.1.1氢氧化钠/二硫化碳(NaOH/CS2)体系(粘胶法):粘胶法生产至今已有100多年的历史,它是一种包含化学反应的复杂过程,该法主要是应用了纤维素中-0H的酸性,用一定浓度的氢氧化钠溶液处理后,形成碱纤维素,然后通入二硫化碳,形成黄原酸纤维素酯,该酯可以溶于氢氧化钠溶液。

1.1.2质子酸体系:质子酸能在适当的浓度下润胀和溶解纤维素,使纤维素的羟基质子化,当质子酸的量足够多,浓度适当时,纤维素就会溶解。

1.1.3多聚甲醛/二甲基亚砜体系:该体系在上世纪中叶就应用于纤维素溶解的研究,其具有很强的溶解能力,对聚合度很高的纤维素仍具有溶解能力,但时由于自身的一些缺陷,该体系并没有被使用。

1.1.4氨基甲酸酯体系:具体的溶解过程:将碱纤维素与饱和尿素溶液混合,然后加入少量特殊的惰性溶剂,在加热条件下,反应一段时间后,反应生成浅灰色的固体氨基甲酸酷酯,然后将生成浅灰色的固体,溶解在氢氧化钠溶液中制得纺丝原液,使用硫酸做凝固浴进行湿法纺丝,最后将制得的醋纤维放入碱液分解浴分解,这将制得纤维素纤维。

1.2直接溶解法:1.2.1碱水溶液体系:很久以前人们就尝试用氢氧化钠(Na0H)水溶液来溶解纤维素,但是都出现了很多问题,影响了实验进展,因为溶解所需时间长,而且只能溶解一些比较特殊的纤维素,还要在溶解前需要对纤维素进行比较复杂预处理,如蒸汽闪爆处理等,但是由于NaOH水溶液是溶解纤维素的溶剂中最便宜的,因此人们对这一溶剂体系的研究一直没有停止过,1984年,日本Kamide等人在特定条件下制得具有非结晶态结构的铜氨纤维,当温度为4℃时,再生纤维素能完全溶解在质量百分数8﹪一10﹪的氢氧化钠溶液中。

1.2.2 碱/尿素或硫脲/水体系:20世纪70年代,Suvorova报道了在NaoH溶液中添加一定量的尿素(urea)有助于溶解纤维素,而且不会造成纤维素的降解,Kamide等也报道了经闪爆处理过的木纤维素能很快溶解在含8%一10%(质量百分比)尿素的NaOH/尿素水溶液中,张俐娜对上述体系进行改进,通过调节尿素的含量,使得溶剂体系能够很好地溶解包括棉纤维素在内的多种纤维素,在此基础上,他们还陆续发展了NaOH/硫脲水溶液,LiOH/尿素水溶液和LiOH/硫脲水溶液等多种纤维素溶剂体系。

LIOH/尿素水溶液与氢氧化钠/尿素/水体系类似,能溶解更高分子量的纤维素,这足囚为Li半径要比Na小许多,更易进入纤维素内部,破坏纤维素的结构。

1.2.2铜氨溶液体系:铜氨溶液是最早用来溶解纤维素的溶剂,除铜氨溶液外,部分过渡金属的乙二胺溶液也可以用于溶解纤维素,两者的溶解原理一致,溶液中的铜氨络合离子能与纤维素反应形成醇化物或者分子化合物,通过这种反应使纤维素溶解。

1.2.3 离子液体溶剂体系:Swatlski发现离子液体在常温条件下只能润湿纤维素纤维,而无法将其溶解,但加热至100—110℃,就能发现纤维素能够缓慢溶解在某些含Cl- ,Br-,SCN-阴离子的离子液体中,进而得到一系列纤维素溶液,离子液体溶解纤维素。

三:制备纤维素溶剂的一些专利:1)张丽娜:一种溶剂组合物及其制备方法和用途:190克6.5 wt% NaOH/15wt%尿素混合水溶液(将氢氧化钠和尿素按比例混合,加水配成该溶剂组合物),置于-5℃冰盐浴中冷却,然后加入10克棉短绒浆(聚合度500 )快速搅拌,得到透明的纤维素溶液。

落球法测该纤维素溶液粘度约为60 Pa .S。

在1-2 MPa大气压力下用400目纱布及府绸过滤,溶液可完全过滤,所得溶液中无肉眼可见纤维存在。

纤维素完全溶解,得到溶解度为100%的纤维素透明溶液。

该方法的创新点:首次发明可直接快速溶解纤维素的氢氧化钠和尿素水溶液溶剂组合物及其制备方法。

本发明涉及的氢氧化钠和尿素水溶液可直接快速溶解天然纤维素(棉短绒浆、草纤维浆、甘蔗渣浆、软木浆、硬木浆等)和再生纤维素(无纺布、玻璃纸、粘胶短纤、长丝等),并可得到高溶解度(溶解度可达100%)的透明的纤维素浓溶液。

2)张军:用离子液体溶解纤维素:称取1. 0g浆粕纤维素撕碎后在150m1 NaOH水溶液(20%)中浸泡2h后,用乙醇清洗三遍,真空干燥后待用。

称取2.0g真空干燥的EMIMAC离子液体,加入0. 06g活化纤维素,在80℃油浴中加热,并进行磁力搅拌。

随着时间的延长,纤维素先发生溶胀;随即形成浑浊的溶液,偏光显微镜下观察有明显的纤维丝存在;最后,溶液逐渐变得澄清透明,在偏光显微镜下观察,满视野呈黑色,说明纤维素完全溶解,整个溶解过程为24小时,由此制得浓度为2. 91wt%的纤维素溶液。

3)张丽娜:一种溶剂组合物及其制备方法和用途:取再生纤维素(粘胶短纤)15克,加入185克8 wt%NaOH/4 wt%硫脲混合水溶液,在5℃中搅拌5分钟,得到透明的纤维素溶液。

用超速离心机在8000转/分钟,15℃下离心30分钟,纤维素溶液较离心前没有发生变化。

倒出纤维素溶液,离心筒底部无胶团沉淀,所得溶液中无肉眼可见纤维存在。

再生纤维素(粘胶短纤)完全溶解。

7-10℃下保存一周依旧稳定。

该方法的创新点:该方法以价格便宜且无污染的氢氧化钠和硫脲为溶剂,通过在-10℃—5℃条件下10到15分钟快速溶解纤维素。

由此得到透明的纤维素浓溶液,保持了很好的纤维可纺性和膜的成型性,可用于纺丝或制膜;与粘胶法和纤维素氨基甲酸酯法等衍生化溶解工艺有着本质上的不同,该发明以天然纤维素为原料,整个过程无化学反应发生,比传统的粘胶纤维工艺减少了碱化、老成、磺原酸化和熟成等工艺;同时原料消耗少,生产周期短,工艺流程简单。

4)张丽娜:一种溶剂组合物及其制备方法和用途:200克3.0 wt% LiOH/6.0 wt%硫脲混合水溶液,加入20克再生纤维素(粘胶短纤,聚合度300)搅拌后置于冰箱(约-20℃)中冷冻3-5小时。

然后在室温下解冻,搅拌后得到透明的纤维素溶液。

用超速离心机在10000转/分钟,15℃下离心30分钟脱气泡,离心筒底部无胶团沉淀。

该方法的创新点:首次发明可溶解高分子量纤维素的氢氧化锂和硫脲水溶液溶剂组合物及其制备方法。

该发明涉及的氢氧化锂和硫脲水溶液可通过冷冻-解冻方法或者直接方法溶解天然纤维素(棉短绒浆、草纤维浆、甘蔗渣浆、软木浆、硬木浆等)和再生纤维素(无纺布、玻璃纸、粘胶丝等),并可得到高溶解度(溶解度可达100%)的透明的高分子量纤维素浓溶液。

其特点在于可通过直接方法溶解纤维素,生产周期短,工艺流程短,以利于工业化生产。

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