纤维素功能化研究进展及其前景-周彤
考试成绩
任课教师 徐永建
陕西科技大学研究生考试试卷
考试科目 纤维素化学
专 业 制浆造纸工程
年 级 造纸研10级
考生姓名 周彤
考生类别 日校生
注 意 事 项
1．试题随试卷交回；
2．试卷评阅后，一周内送交研究生秘书处保存；
3．必修课以百分制计算成绩，考查课以五级计分（优、良中、及格、不及格）计算成绩；
4. 考生类别为日校生、工程硕士、高校教师、同等学历。
纤维素功能化研究进展及其前景
周彤 1001017
摘要：本文总结了纤维素功能化的最新进展，介绍了纤维素功能化新产品并对今后对纤维素的研究利用做出了展望。
关键词：纤维素功能化；纤维素新产品；展望
纤维素是无水葡萄糖残基通过β-1、4苷键连接的立体规整性高分子，是自然界中最为丰富的可再生资源，每年由光合作用可产生几百亿吨。近年来随着石油、煤炭储量的下降，纤维素这种可再生资源的重要性日益显著，尤其是在环境污染问题日益突出的今天，迫使人们把注意力重新集中到纤维素这一具有生物可降解性、环境协调性的可再生资源上来。纤维素大分子易于参与化学改性反应，因此可以制备各种用途的功能材料，例如高吸水材料、贵重金属吸取材料、医疗卫生用材料等。同时纤维素可以以粉状、片状、膜以及溶液等不同形式出现，进一步提高了纤维素功能化的灵活性和应用的广泛性[1]。
1、 纤维素的改性
纤维素大分子每个基环均具有三个醇羟基，可以发生氧化。酯化、醚化、接枝共聚等反应；两个末端基性质各异，在一端的葡萄糖基第1个碳原子上存在1个苷羟基，当葡萄糖环结构变成开链式，次羟基即转变成为醛基而具有还原性，而另一端，在末端基的第4个碳原子上存在仲醇羟基，它不具有还原性[2]。纤维素化学改性主要依靠与纤维素羟基有关的反应来完成。例如酯化反应将纤维素的羟基转变为酯基，氢键减少或消失分子间相互作用减弱，纤维素成为热塑性的纤维素酯；醚化反应将纤维素转变为纤维素醚，具有较高的机械强度和柔韧性，可用于制造塑料、薄膜、清漆和胶黏剂等。利用纤维素的羟基作为接枝点，将聚合物连接到纤维素骨架上，称为纤维素的接枝反应。依据接枝聚合物的结构、性质、相对分子质量的不同，可赋予纤维素多种性能和用途[3]。
1.1纤维素酯
纤维素酯又可分为纤维素无机酸酯和有机酸酯。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。纤维素有机酸酯是指纤维素分于链中的羟基与有机酸、酸酐或酰卤反应的生成物。主要有纤维素的甲酸酯、乙酸酯、丙酸酯、丁酸酯、乙酸丁酸酯、高级脂肪酸酯、芳香酸酯和二元酸酯等，此外还有各种纤维素混合酯，如醋酸丙酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、醋酸琥珀酸纤维素和醋酸邻苯二甲酸纤维素等[4]。 张景强等[5]以微晶纤维素为原料，优化了纤维素硫酸酯的制备工艺，在零下6℃，浓硫酸：正丙醇=1.6:1，反应液：纤维素=50:1（液固比），反应时间3h的条件下，得到了较高取代度的纤维素硫酸酯（取代度为0.5~0.6）Bertoti等[6]采用在乙酸酐蒸汽中，通过丝光处理和酯化作用两种方法使甘蔗渣纤维改性。结果表明，反应后纤维的长度和宽度都下降了。FT-IR的结果显示了部分的乙酰化作用。TGA和DSC的测定结果表明，经过乙酰化改性后纤维的热稳定性增加了，而丝光处理后热稳定性下降了。改性后获得了多孔性的渗水结构证实了聚合物链迁移到了乙酰化改性后的纤维内，这有助于提高纤维的黏着能力。Crepy等[7]先将纤维素（150
mL原液、3g、18mmol）与二甲基氨基吡啶（6.6g，162mmol；3个葡糖酐的量）混合搅拌直到完成溶解，随后加入脂肪酰氯（8.3～54.5mL，36～162mmol；2～9个葡糖酐的量）。混合物用多模态微波炉处理（180W）3min。酯化产物加入甲醇沉析，固体纯化过程反复使用氯仿和甲醇溶解/沉析，并在室温下风干，得到的酯化物取代度为1.7～3，力学性能与取代度呈正相关性，弹性模量反之，纤维素的不饱和酯化塑膜与饱和酯化塑膜性能基本一样。Rajam 等[8]报道了一种纤维素酯膜（85%硝化纤维素，15%乙酸纤维素）表面改性方法，第一步是膜上加上单层烯丙基二甲基氯硅烷（ADC）涂层。硅烷化的膜在波长＞215nm 的紫外辐射下共价连接到聚环氧乙烷与聚环氧丙烷的三嵌段共聚物（PEO-PPO-PEO）上。膜表面环氧乙烷基团的存在提高了膜的润湿性。接触角测量证实，硅烷化膜上三嵌段共聚物接枝度是紫外线照射时间的函数。在膜的牛血清蛋白过滤试验中，其水的渗透性与渗透通量相对未改性的膜显著下降，生理盐水的清洗效果也更好。Bras等[9]用纤维素酯化制得可用于食品包装的膜，其制备方法如下：纤维素在过量吡啶中搅拌30min（20 ℃），加入脂肪酸酰氯，混合物在130 ℃下分馏2h，降温至100 ℃加入50%乙醇与过量的脂肪酸酰氯反应，沉析出均相纤维素酯，然后过滤纯化，得到完全取代的长链纤维素酯，用其制成的膜水蒸气透过受阻，但保持良好的氧气透过性，因此该纤维素膜可用于食品包装和保存。张建伟[10]等人用1,2,3,4-丁烷四羧酸（BTCA）与纤维素浆粕混合制备抗皱纤维素膜。称取一定量的纤维素浆粕放入预冷好的NaOH-尿素-硫脲溶液中,并快速搅拌5min；将此溶解体系置于不同温度下预冷处理一定时间后取出,在室温下放置2 小时,使纤维素完全溶解；用酸式滴定管向烧杯内加入8%的BTCA 和次亚磷酸钠混合液，滴加速率为0.33ml/min，边滴加边搅拌，滴加完全后再充分搅拌。将成膜液用离心机在4000r/min的速度下离心处理10min，脱去气泡，室温下，在干净的玻璃板上刮膜，用1%的硫酸溶液做凝固浴,经甘油塑化、水洗、晾干、焙烘、再水洗、晾干制得纤维素膜。
1.2纤维素醚 纤维素醚是以天然纤维素为基本原料，经过碱化、醚化反应的生成物。在纤维素醚产品中，以羧甲基纤维素(CMC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)等为代表，其产品也已商品化。
白凤霞等[11]采用溶液聚合法，以天然植物资源棉短绒纤维为原料，经醚化制得羧甲基纤维素(CMC)，然后与丙烯酸(AA)及丙烯酰胺(AM)接枝共聚，最后经N，N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)交联制备得到高吸水性树脂(SAP)。制备的高吸水性树脂吸收去离子水的能力超过2500倍，吸收质量分数为0.19%的生理盐水高达310倍左右，高吸水性树脂经充分吸收润涨后呈透明的胶状物质。袁怀波[12]等以甘蔗渣为原料，通过醚化处理，并以N，N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，制取醚化交联甘蔗渣纤维。其制备工艺为：碱液用量10mL；碱液浓度40%；碱化时间1.5h；交联剂用量为原料用量的7%；碱醚比2.5:1（摩尔比）；无水乙醇溶剂用量25mL，醚化交联甘蔗渣纤维的最高吸水倍率为52.8 g/g。Narita等[13]在40 ℃下用23%的NaOH溶液处理4 mm×4 mm纸片，碱处理过的纤维素放入压力反应容器内，抽真空，然后加入甲基氯和环氧丙烷反应，三者质量比为2:4:1，得到取代度为1.70、20 ℃下2%的水溶液透光度为90.0%的羟丙基纤维素，类似方法可得到取代度1.40～1.95、透光度为90.0%～98.8%的产品。Berglund等[14]先用加入乙基氯的NaOH 溶液处理纤维素，65～90 ℃，3～15bar，然后加入甲基氯，此法可高效率地得到取代度不同的水溶性甲基纤维素醚，而且反应压力低。哈丽丹·买买提等[15]以纤维素棉浆粕经酸水解得到具有确定聚合度的微晶纤维素（MCC）为原料，在NaOH活化下，与1,4-丁烷磺内酯（BS）反应，得到了具有良好水溶性的丁基磺酸纤维素醚（SBC）减水剂。研究发现，当MCC聚合度为45，反应物物质的量比为AGU（纤维葡萄糖苷单元）：n（NaOH）:n（BS）=1.0:21:22，悬浮剂为异丙醇，原料室温活化时间2h，产物合成时间5h，温度80℃时，所得产品丁磺酸基取代度最高，产品减水性能最优。
1.3接枝共聚
利用纤维素的羟基作为接枝点，将聚合物连接到纤维素骨架上，称为纤维素的接枝反应。目前常用的纤维素接枝改性的方法主要包括自由基聚合、离子型聚合、开环聚合、原子转移自由基聚合（ATRP）等。
Dahou等[16]以硝酸铈铵为引发剂，将绒毛浆纤维与丙烯酸、丙烯腈接枝共聚，得到的共聚物具有良好的溶胀性能和抗菌性。单鑫等[17]通过铈离子在酸性条件下氧化还原引发，成功得到了以羟乙基纤维素（HEC）为主链、以聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯（PDMAEMA）为支链的接枝共聚物，获得的共聚物只有在pH >8的条件下加热才会出现胶束，且胶束粒径大小同pH值和外加盐浓度有关。Hassan等[18]使用Whatman41滤纸在30%的丙烯酰胺甲醇溶剂中通过紫外辐射引发接枝反应，研究光引发丙烯酰胺与纤维素的接枝共聚反应及接枝共聚物的性能。在接枝反应之前，纤维素经过不同强度的紫外光及射线照射，以提高其抗张性能。同时也研究了5% NaOH 碱处理加紫外及光照射纤维素对接枝反应的影响。结果表明，在这些处理中，碱处理同时加紫外辐射在30%丙烯酰胺溶液中获得的接枝物性能最好。邢晓东等[19]也进行了类似的辐射接枝，制备得到高接枝率的抗菌纤维素纤维。 刘明华等[20]以自制的交联球形纤维素珠体为骨架，以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）为单体，通过接枝共聚的方法赋予球形纤维素吸附剂强酸型基团——磺酸基，该共聚物可作为改性纤维素吸附剂应用。
Glaieda等[21]报道了通过水中原子转移自由基聚合法，纤维素与阳离子聚合物聚[2-(甲基丙烯酰)乙基] -三甲基铵氯（PMEDMA）密集接枝，利用纤维素表面的羟基来引发与MEDMA 发生原子转移自由基聚合。首先在纤维素表面接枝溴化物，然后聚合物在纤维素表面直接增长，得到的纤维/ PMEDMA复合物用红外线、XPS和SEM技术分析。结果表明，聚合物在纤维素表面接枝增长。为了更好地表征聚合物，在混合物中加入牺牲引发剂，随后收回进行分析。尺寸排阻色谱表明，在这种非均匀介质中聚合反应得到控制，接枝阳离子PMEDMA的改性纸浆的力学性能得到显著改善。近十年来，ATRP法在纤维素的接枝改性中得到了迅速发展，用于改性的基材从单纯的天然纤维素到纤维素的衍生物，基材的形态也从木浆滤纸、棉纤维到更小尺度的纤维素粉末、微晶纤维素以及纳晶纤维素粉末；用于改性的纤维素衍生物包括羟丙基纤维素、醋酸纤维素、乙基纤维素等[22]。
2、 纤维素的溶解
天然纤维素分子有较高的洁净度，分子间和分子内存在大量的氢键，这使得它不溶解于普通溶剂，即加工性能较差。纤维素作为一种线性同质均聚物，溶解破坏了高度组织化的、围绕在单个葡聚糖链周围的氢键。从上世纪90年代发现了新型的纤维素溶剂，极大的促进了对纤维素功能化途径的研究[23]。
丁文慧等[24] 以纤维素二糖、微晶纤维素及脱脂棉作为纤维素模型物，分别考察K+、Mg2+和Ca2+对纤维素碱性降解性能的影响。结果表明：金属离子的种类、用量及反应时间均会影响纤维素的碱性降解。K＋对纤维素碱性降解有促进作用，Mg2+和Ca2+则会抑制纤维素碱性降解反应；并且随着金属离子用量的增加及反应时间的延长，K+的促进作用及Mg2+、Ca2+的抑制作用愈加明显。马艳华等[25]以微晶纤维素为模型化合物，研究了AlCl3对其在高温液态水(HTLW)中的水解反应的影响。液相产品分析显示，AlCl3能够促进纤维素水解，降低水解反应温度，并在短时间内提高葡萄糖的收率。在T=260℃，P=5.2±0. 2MPa，t=1min，体系中
纤维素功能化研究的新进展Ⅲ.纤维素的功能化方法
纤维素功能化研究的新进展Ⅲ.纤维素的功能化方法
功靓;卓小龙;沈青
【摘 要】文章是的续篇,介绍近年来在纤维素功能化方面的研究进展,主要涉及纤维素的功能化方法,重点介绍了纤维素的各种酯化途径及其机理.
【期刊名称】《纤维素科学与技术》
【年(卷),期】2010(018)002
【总页数】14页(P61-73,85)
【关键词】纤维素;功能化;酯化
【作 者】功靓;卓小龙;沈青
【作者单位】东华大学,材料科学与工程学院;东华大学,材料科学与工程学院;东华大学,材料科学与工程学院;东华大学,纤维材料改性国家重点实验室,上海,201600
【正文语种】中 文
【中图分类】O636.11
天然纤维素分子有较高的结晶度，分子间和分子内存在大量的氢键，这使得它不溶解于普通溶剂，即加工性能较差。至今黏胶纤维仍然在再生纤维素生产领域占有主导地位。粘胶工艺虽然可以生产出理想的再生纤维素纤维，但生产过程复杂，工艺难以控制，占地面积及消耗大，产生大量有毒气体和废水，污染极其严重，因此面临被淘汰的局面。上世纪90年代发现了新型的纤维素溶剂，因而促进了对纤维素功能化途径的研究。本文是《纤维素功能化的研究新进展Ⅰ. 氧化功能化改性；Ⅱ. 纤维素功能化的新型溶剂》的续篇，介绍近年来在纤维素功能化方面的研究进展，主要涉及纤维素的功能化方法，重点介绍了纤维素的各种酯化途径及其机理。
纤维素分子链上的羟基与酸反应生成酯，酯化反应是最为重要的纤维素衍生化反应。纤维素酯，特别是醋酸纤维素（CA），是最早被发现和深入研究的纤维素衍生物。早在 1865年，Schuetzenberger最先人工合成了CA。20世纪50～60年代，CA开始用于大规模工业化生产。纤维素酯中，以纤维素硝酸酯、乙酸酯和黄原酸酯最为普遍和重要，目前广泛应用于涂料、日用化工、制药、纺织、烟草、粘合剂、膜科学等领域。较新的纤维素酯制备方法主要是采用聚合度较低的阔叶木硫酸盐溶解浆、机械浆或由蔗渣制得的溶解浆为原料，进行纤维素的均相酯化反应[1]。
纤维素降解辅助蛋白及其作用机理研究进展
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2018年第37卷第3期 ·1118· 化 工 进 展
纤维素降解辅助蛋白及其作用机理研究进展
刘南1，2，祁峰1，李力1，赵雪冰2，刘德华2，黄建忠1
（1福建师范大学生命科学学院，工业微生物教育部工程研究中心，福建 福州 350117；
2清华大学化学工程系应用化学研究所，北京 100084）
摘要：化石燃料的日渐枯竭及环境污染的日益严重使得生物质原料的资源化、能源化利用受到广泛关注。木质
纤维素是地球上最丰富的可再生生物质，其通过生物转化可获得多种燃料和化学品，而纤维素难以有效糖化是
木质纤维素生物转化的主要瓶颈。本文介绍了某些纤维素非降解性辅助蛋白提高纤维素酶解效率的相关研究进
展，重点分析了近些年发现并研究较多的裂解性多糖单加氧酶（AA9和CBM33）、纤维二糖脱氢酶（CDH）、扩
展蛋白（expansin）、膨胀素（SWOI）等几种纤维素辅助蛋白及其协助纤维素降解的机理，总结出这些辅助蛋白
主要是通过促进木质素或半纤维素降解以及破坏纤维素的氢键网络和结构来协同纤维素酶催化纤维素的糖化降
解。通过以上概括和评述，认为这些辅助蛋白虽然一定程度上可以促进纤维素的酶解，但其研究和应用还仅限
于实验室基础研究，如何将其有效并廉价应用于木质纤维素生物转化的工业过程还面临着巨大挑战。指出相关
研究工作的重点还需要从廉价而有效的蛋白筛选与构建、协同作用机理解析、过程优化与强化等方面深入开展。
关键词：纤维素酶；纤维素水解；辅助蛋白；氢键；结晶度
中图分类号：TQ426.97 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）03–1118–12
DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0554
Auxiliary proteins for boosting enzymatic hydrolysis of cellulose and the
纤维素功能化研究进展及其前景
期：｝｝迭纸 ２０１３年第３期
・综述与专论・
纤维素功能化研究进展及其前景
严维博 王志杰 王建
（１．陕西科技大学轻工与能源学院，陕西西安，７１００２１） （２．陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室，陕西科技大学，西安，７１００２１） 摘要综述了纤维素功能化的最新进展，重点介绍了纤维素酯、纤维素醚、纤维素接枝共聚以及其 它纤维素功能化产品，并对纤维素的研究利用做出了展望。 关键词纤维素功能化；研究进展；展望
随着塑料工业的快速发展，由塑料制品造成的
“白色污染”对人类的生产和生活环境带来了极大的
危害。为了解决原料短缺和环境问题，人们逐渐把眼
光转移到地球上的可再生资源上。纤维素是地球上
最丰富的可再生资源，纤维素的功能化一直是人们研
究的热点。尤其是在在２ｌ世纪的今天，随着世界各
国对环境污染问题日益关注和重视，加紧对纤维素功
能性的研究和开发是十分必要的…。
纤维素是无水葡萄糖残基通过Ｂ一１、４苷键连接
的立体规整性高分子，是自然界中最为丰富的可再生
资源，每年由光合作用可产生几百亿吨。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、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 。
１纤维素酯
纤维素分子链上的羟基与酸反应生成酯，酯化反
应是最为重要的纤维素衍生化反应。纤维素酯，特别
是醋酸纤维素（ＣＡ），是最早被发现和深入研究的纤
维素衍生物。早在１８６５年，Ｓｃｈｕｅｔｚｅｎｂｅｒｇｅｒ最先人工
合成了ＣＡ。２０世纪５Ｏ一６０年代，ＣＡ开始用于大规
模工业化生产。纤维素酯中，以纤维素硝酸酯、乙酸
酯和黄原酸酯最为普遍和重要，目前广泛应用于涂
料、日用化工、制药、纺织、烟草、粘合剂、膜科学等领
收稿日期：２０１３—０７—２３ 域。较新的纤维素酯制备方法主要是采用聚合度较
低的阔叶木硫酸盐溶解浆、机械浆或由蔗渣制得的溶
纤维素功能化研究的新进展Ⅱ.纤维素功能化的新型溶剂
第１８卷第１期 ２０１０年３月 纤维素科学与技术 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖ０１ ｌ８ Ｎｏ．１ Ｍａｒ．２ＯｌＯ
文章编号：１００４－８４０５（２０１０）０１－００７０—０９
纤维素功能化研究的新进展
ＩＩ．纤维素功能化的新型溶剂
功靓 ， 卓小龙 ， 沈青。，２母
（１．东华大学材料科学与工程学院；
２．东华大学纤维材料改性国家重点实验室，上海２０１６００）
摘要：文章是《纤维素功能化的研究新进展Ｉ．氧化功能化改性》的续篇，介绍 近年来在纤维素功能化方面的研究进展，主要涉及纤维素的新型溶剂及溶解机理。
关键词：纤维素；溶剂；可溶纤维素中间体 中图分类号：０６３６．１ｌ 文献标识码：Ａ
天然纤维素分子有较高的结晶度，分子间和分子内存在大量的氢键，这使得它不溶解于
普通溶剂，即加工性能较差。至今黏胶纤维仍然在再生纤维素生产领域占有主导地位。粘胶
工艺虽然可以生产出理想的再生纤维素纤维，但生产过程复杂，工艺难以控制，占地面积及
消耗大，产生大量有毒气体和废水，污染极其严重，因此面临被淘汰的局面。上世纪９０年
代发现了新型的纤维素溶剂，因而促进了对纤维素功能化途径的研究。
１纤维素溶解概述
Ｈ ０ Ｈ ０Ｈ
非还原性端基 纤维二糖基本单元 无水葡萄糖单元 还原性端基
图１纤维素的化学结构（碳原子已排序，ｎ＝聚合度）
纤维素为一种线性同质均聚物，它是Ｄ－吡喃式葡萄糖酐以Ｄ－ｌ，４糖苷键连接而成的长链
状大分子，属半刚性高聚物，其分子式见图ｌ。纤维素的溶解破坏了高度组织化的、围绕在
单个葡聚糖链周围的氢键。溶解可依靠物理溶解（非衍生化溶剂）与衍生化溶解（衍生化溶
剂）来实现【¨。后者溶解纤维素的机理实际上是通过共价键，特别是那些水解稳定性较低的
收稿日期：２００９－０７－２１ ｛通讯作者ｓｑｉｎｇ＠ｄｈｕ．ｅｄｕ．ｃａ 基金项目：高等学校学科创新引智计划资助项目（Ｎｏ．１１１．２．０４）。 作者简介：功靓（１９８８～），女，四川西昌人，高分子材料科学与工程系本科生。
纤维素基导电功能材料研究进展
总第１４卷１５８期 ２０１２年１０月 大众科技 Ｐｏｐｕｌａｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＶＯ Ｌ＿１４ ＮＯ．１０ ０ｃｔｏｂｅｒ ２０１ ２
纤维素基导电功能材料研究进展
覃杏珍胡华字黄爱民沈芳黄祖强 （广西大学化学化工学院，广西南宁５３０００４） 【摘要】近年来，由于电子科学技术迅猛发展，可用于电子工业、石油化工、航天航空领域的防静电、抗辐射、生物传 感、发光设备、抗腐蚀等方面的导电材料应运而生。作为地球上储量最为丰富的生物质能源，纤维素以其来源丰富、生物可降 解、生物相容性和易于衍生化等优点倍受人们青睐。利用共混、原位生成等手段将导电材料与纤维素复合，既赋予纤维素导电 性，同时也改善了导电材料的力学性能，是十一世纪颇具前景的研究课题。 【关键词】纤维素；复合材料；导电功能 【中图分类号】ＴＱ３４０ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００８一ｌ１５１（２０１２）ｉ０—００６４—０２ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ．ｂａｓｅｄ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｏｗａｄａｙｓ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｎｅｅｄｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｉｎｄｕｓｔｒｙ，ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａ１ ａｎｄ ａｅｒｏｓｐａｃｅ．Ａｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ａｂｕｎｄａｎｔ ｎａｔｕｒａｌ ｂｉｏｍａｓｓ ｅｎｅｒｇｙ ｏｎ ｔｈｅ ｅａｒｔｈ，ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｈａｓ ａｔｔｒａｃｔｅｄ ｇｒｅａｔ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｂｙ ｉｔｓ ｕｎｉｑｕｅ ｓｕｐｅｒｉｏｒｉｔｙ．Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｙ ｂｌｅｎｄｉｎｇ ａｎｄ ｉｎ ｓｉｔｕ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｃｏｕｌｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｉｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｉｓｓｕｅ ｆｏｒ ｃｅ１ｌｕｌｏｓｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｉｎ ｔｈｅ ２１ｓｔ Ｃｅｎｔｕｒｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ；Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ：Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ 由于具有导电率高，柔软质轻、易于制备等特性，导电 高分子材料的应用领域已经逐步拓展到电子、建筑工业、交 通、航空、军事等领域 。目前导电高分子材料按照结构和 制备方法，主要分为结构性高分子材料和复合型高分子材料 两种。结构性高分子材料，即本征型导电高分子材料，是一 种具有共轭 键结构经少量化学或电化学掺杂的导电性材 料。由于存在刚性较大、掺杂剂毒性大、导电稳定性差等缺 陷，应用颇受限制 ’ 。而复合型导电高分子则发展迅猛，复 合型高分子材料又分为填充型复合材料和共混型复合材料。 纤维素作为地球上最丰富的可再生资源，是二十一世纪最为 重要的化工原料之一。将纤维素与导电材料复合，既赋予纤 维素材料导电性能，又能够改善导电材料的生物相容性，同 时使导电材料电导率能够通过控制实验参数和使用条件，在 绝缘体一半导体一金属态区间内转变，且兼具质轻、可弯曲变 形、耐腐蚀等特性。目前，利用纤维素及其衍生物作为基体， 掺杂无机导电填料和导电聚合物，制备导电填充复合型或共 混复合型纤维素导电材料的研究已经广泛开展 。 １填充复合型纤维素导电材料 填充复合型导电高分子材料通常是将大量导电填料（炭 系材料、无机盐和金属氧化物系材料、金属材料等）或抗静 电剂（极性或离子型表面活性剂等）掺入基体聚合物复合而 成。
半纤维素基功能材料的研究进展
第３７卷第６期 ２０１７年１２月 林 产 化 学 与 工 业 Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｖｏ１．３７ Ｎｏ．６ Ｄｅｅ．２０１７
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－２４１７．２０１７．０６．００２
ＺＨ０Ｕ Ｓｈｕａｉ 半纤维素基功能材料的研究进展
周帅 ，苗庆显 ， ，黄六莲 ，陈礼辉
（１．福建农林大学材料工程学院，福建福州３５０００２；２．南京林业大学江苏省 制浆造纸科学与技术重点实验室，江苏南京，２１００３７）
摘要：综述了近年来半纤维素基功能材料包括半纤维素膜、水凝胶、吸附材料、医用材料和催化 剂载体的研究进展，并对其未来应用前景进行了展望。半纤维素膜可以作为包装材料和食品包覆 膜，但要解决其强度和韧性低的问题；半纤维素水凝胶可以采用物理和化学交联的方法制备，在医 药和环境等领域具有较好的应用前景，但要解决化学交联水凝胶生物相容性较差及物理交联水凝胶强度不够等问题；此 外，半纤维素还可以作为吸附材料用于废水和空气净化，作为医用材料用于药物缓释和抗茵，作为催化剂载体用于化学 合成，将来还有望在光电材料、组织工程材料等领域得到应用。 关键词： 半纤维素；膜；水凝胶；催化剂载体；吸附材料；医用材料 中图分类号：ＴＱ３５ 文献标识码：Ａ 文章编号：０２５３－２４１７（２０１７）０６．００１０。０９ 引文格式：周帅，苗庆显，黄六莲，等．半纤维素基功能材料的研究进展［Ｊ］．林产化学与工业，２０１７，３７（６）：１Ｏ一１８．
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｈｅｍｉｃｅｌｌｕｌｏｓｅ—ｂａｓｅｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ
ＺＨＯＵ Ｓｈｕａｉ ，ＭＩＡＯ Ｑｉｎｇｘｉａｎ ，ＨＵＡＮＧ Ｌｉｕｌｉａｎ ，ＣＨＥＮ Ｌｉｈｕｉ
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｆｕｊｉａｎ Ａｇｒｉｅｕｈｕｒｅ ａｎｄ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ ３５０００２，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｐｕｌｐ ａｎｄ Ｐａｐｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｎａｎｊｉｎｇ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００３７，Ｃｈｉｎａ）
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）02–0341–11
DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.02.001
Research progress on preparation and properties of functional
regenerated cellulose composite membranes
WANG 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
纤维素的改性及应用研究进展_罗成成
2015年第34卷第3期CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS・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
Progressinmodificationofcelluloseandapplication
LUOChengcheng，WANGHui，CHENYong
（SchoolofChemistryandChemicalEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083，Hunan，China）
Abstract：Plantcelluloseisanaturalrenewableresource，andapplicationofthemodifiedcellulosehas
beenaresearchfocus.Thestructureandpropertiesofcellulosearedescribed，andcellulose
纤维素热塑改性研究进展
第２４卷第１２期 ２０１０年１２月 化工ＢＩＴＵ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｔｉｍｅｓ Ｖｏ１．２４，Ｎｏ．１２ Ｄｅｃ．１２．２０１０
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—１５４Ｘ．２０１０．１２．０１３
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，天津３００１６０）
摘要热塑性纤维素的合成在解决人类所面临的能源、资源和环境问题方面具有重要意义，通过传统工艺如挤出、 注射、模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，主要 包括纤维素化学改性和通过接枝改性使其内部塑化，分析了改性纤维素内增塑制备可降解材料各方法的优缺点。 关键词纤维素热塑性接枝应用
Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｐｌａｓｔｉｃｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ
Ｄｅｎｇ Ｗｅｎｊｉａｎ Ｇｕａｎ Ｋｅｔｉａｎ Ｚｈｕａｎｇ Ｘｕｐｉｎ Ｃｈｅｎｇ Ｂｏｗｅｎ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｎｏｎｗｏｖｅｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｔｅｘｔｉｌｅ，Ｔｉａｎｊｉｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１６０）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｍａｋｅ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓａｂｌｅ，ｔｈｅ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ
ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｔｈｒｅｅ ｍａｉｎ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｆｏｒ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ：ｃｈｅｍｉｃａｌ－
ｌｙ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ，ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ ｗｉｔｈ ｏｔｈｅｒ ｐｏｌｙｍｅｒｓ ｂｌｅｎｄｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｐｌａｓｔｉｃｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｅｌｌｕ—
微晶纤维素的制备及其在功能材料领域中的应用进展
《中国造纸》2021年第40卷第3期·微晶纤维素·
微晶纤维素的制备及其在功能材料
领域中的应用进展
陈嘉川颜家强张凯*和铭杨桂花*
（齐鲁工业大学（山东省科学院）生物基材料与绿色造纸国家重点实验室/制浆造纸科学与技术教育部重点实验室，山东济南，250353）
摘要：微晶纤维素（MCC）是由纤维素降解产生的一种功能高分子材料，其具有比表面积大、热稳定性好、结晶度高和聚合度低等优点，在功能材料等相关领域具有较好应用前景。本文首先介绍了MCC制备过程中所用原料、预处理及制备方法等方面的研究进展，其次对MCC在吸附材料、抗菌材料和发光材料等功能材料领域中的应用状况进行了综述，最后对MCC的制备及应用研究进展进行了总结和展望。关键词：MCC；制备；功能材料；应用中图分类号：TS721文献标识码：ADOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2021.03.010
PreparationofMicrocrystallineCelluloseandItsApplicationintheFieldofFunctionalMaterials
CHENJiachuanYANJiaqiangZHANGKai*HEMingYANGGuihua*
（StateKeyLabofBio-basedMaterialandGreenPapermaking/KeyLabofPulp&PaperScienceandTechnologyofEducationMinistryofChina，QiluUniversityofTechnology（ShandongAcademyofSciences），Ji’nan，ShandongProvince，250353）（*E-mail：zhangkai2018@；ygh2626@）Abstract：Microcrystallinecelluloseisakindofmultifunctionalpolymermaterialproducedbycellulosedegradation.Ithastheadvantagesoflargespecificsurfacearea，goodthermalstability，highcrystallinityandlowpolymerizationdegree.Microcrystallinecellulosehasagoodapplicationprospectinfunctionalmaterialsandotherrelatedfields.Inthispaper，theresearchprogressesofrawmaterials，pretreatmentandpreparationmethodsinthepreparationofmicrocrystallinecellulosewereintroducedfirstly.Secondly，theapplicationstatusofmicro⁃crystallinecelluloseinthefieldoffunctionalmaterialssuchasadsorptionmaterials，antibacterialmaterialsandluminescentmaterialswasre⁃viewed.Finally，theresearchprogressonthepreparationandapplicationofmicrocrystallinecellulosewassummarizedandprospected.Keywords：microcrystallinecellulose；preparation；functionalmaterials；application