纳米纤维素的制备与表征

以微晶纤维素为原料,通过硫酸酸解制备获得了纳米纤维素。实验优选获得了酸解制备纳米纤维素的优化条件为:硫酸初始浓度35%,反应温度40℃,酸解时间90 min,此优化条件下,纳米纤维素的产率可达83.55%;SEM和TEM观察产物的形态外貌,确定为纳米级纤维素;XRD分析显示纳米纤维素的结晶度要高于微晶纤维素,而TG分析显示NCC的热稳定性要低于微晶纤维素。     

纳米纤维素的制备与表征

以微晶纤维素为原料,通过硫酸酸解制备获得了纳米纤维素。实验优选获得了酸解制备纳米纤维素的优化条件为:硫酸初始浓度35%,反应温度40℃,酸解时间90 min,此优化条件下,纳米纤维素的产率可达83.55%;SEM和TEM观察产物的形态外貌,确定为纳米级纤维素;XRD分析显示纳米纤维素的结晶度要高于微晶纤维素,而TG分析显示NCC的热稳定性要低于微晶纤维素。     

钝化氯磺酸法高选择性硫酸酯化的新技术研究

采用DMF钝化氯磺酸活性的方法开发了一种对同时含有醇羟基和芳香环的有机原料实现高选择性硫酸酯化的方法。运用该技术以壬基酚聚氧丙烯醚(NPP)为原料高选择性制备了一类Extended表面活性剂——壬基酚聚氧丙烯醚硫酸盐(NPPS)。探索了反应参数对选择性硫酸酯化的影响,优化后得到较佳的工艺条件为:n(HSO3Cl)/n(NPP)=1.3,老化温度35℃,老化时间15 min,此时硫酸酯化率达到98.4%,NPPS选择性达100%,且DMF钝化剂经简单回收后可重复使用。与非钝化氯磺酸法相比,该法实现了高选择性硫酸酯化;与氨基磺酸法相比,该法更简便、高效和廉价;因此,该法有望推广到其他同时含有醇羟基和芳香环原料的高选择性硫酸酯化反应中。     

纤维素硫酸酯的合成

以微晶纤维素为原料,以硫酸、正丙醇的混合物作为酯化剂,合成了纤维素硫酸酯,探讨了硫酸、正丙醇的摩尔比、液固比及反应时间影响因素,并以正交实验确定其最优工艺条件是：硫酸、正丙醇的摩尔比为1.95∶1,液固比是30∶1,反应时间为3 h,且最优工艺条件下可使酯化产物的收率稳定在97.31%左右。取代度能达到1以上。     

硫酸酯基的位置与纤维素硫酸酯抗凝血活性关系

采用直接硫酸酯化法和定向硫酸酯化法制备硫酸酯基分别在C-6、C-2和C-6,2的3种纤维素硫酸酯CSC6、CSC2和CSC6,2,并分别通过凝血时间和凝血因子活性分析研究其抗凝血活性,以揭示硫酸酯基的位置与纤维素硫酸酯抗凝血活性之间的构效关系.结果表明,CSC6,2延长凝血酶时间（tTT）和抑制凝血因子Ⅱa的活性突出,CSC2具有较强延长部分凝血活酶时间（tAPTT）和抑制凝血因子Ⅹa的活性,CSC6的抗凝血效果和对凝血因子的抑制作用均不如前二者.硫酸酯基的位置影响纤维素硫酸酯糖链的伸展程度和空间构象,导致其与抗凝血酶ATⅢ的结合程度不同,从而产生不同的抑制Ⅱa、Ⅹa和延长tAPTT、tTT的效果.     

微晶纤维素的合成

作为天然植物纤维原料制品,微晶纤维素在医药食品工业中具有先天的优势和独特的性质,是多功能的辅料[1]。国外微晶纤维素产品主要是以特殊等级的高α-纤维素含量的纯木材纤维素为原料,而国内传统采用棉为原料,其中棉短绒中纤维素含量较高,约在90%以上,是制备微晶纤维素的良好原料[2]。本实验主要探讨由棉短绒制备微晶纤维素的条件。实验发现脱脂过程中氢氧化钠浓度和脱脂时间有较大影响,最佳条件为20%氢氧化钠溶液室温下浸泡72 h,然后在90~95℃水浴温度下搅拌约220 min。脱脂后的棉短绒经过氧化氢漂白后直接用盐酸催化水解,水解过程中盐酸浓度、时间和温度对最终产物影响较大,结晶最好的条件为10%盐酸、90℃搅拌水解145 min。测试了产物的XRD,证明所得的产物有较好的结晶度。     

乙酰基阿托品盐酸盐的制备

乙酰基阿托品盐酸盐是合成硫酸阿托品的关键中间体,文章通过采用SO2Cl2-DMF组成的Vilsmeier-Haack型复合物作为脱水剂,以当量的乙酰托品酸和托品醇盐酸盐为原料,在室温下进行酯化反应制备乙酰基阿托品盐酸盐,收率接近定量。     

魔芋多糖硫酸酯化工艺优化研究

采用氯磺酸—吡啶法合成硫酸酯化魔芋多糖,单因素试验研究氯磺酸用量、反应时间、反应温度等因素对魔芋多糖硫酸酯化取代度的影响。正交试验,以魔芋多糖硫酸酯取代度作为考察指标,优化出最佳硫酸酯化工艺:氯磺酸用量为6mL;反应温度为50℃,反应时间为2h,在此条件下魔芋多糖的酯化度达到1.12。     

淀粉硫酸酯复合工艺制备

以天然淀粉为原料，采用半干法酯化、交联复合工艺制备了具有抗凝血活性、低流度的硫酸酯淀粉钠，解决了硫酸化淀粉严重降解的难题，讨论了交联对产品流度及抗凝血活性的影响。     

没食子酸微晶纤维素酯的合成工艺研究

用可再生资源微晶纤维素为原料,在催化剂的作用下,与含抗氧化基团的没食子酸作用,合成一种新型没食子酸酯。考察了对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、磷钨酸三种催化剂对产物的影响,以酯化度为考察目标,对合成时间、温度、催化剂用量、没食子酸和微晶纤维素用量比等因素进行考察,确定最佳合成条件为:没食子酸和微晶纤维素的反应物配比(GA∶MCC)为4∶1时,以磷钨酸为催化剂,催化剂用量为相对于没食子酸质量的10%,在温度120℃下,反应10 h,没食子酸微晶纤维素酯的酯化度最高。通过红外检测,合成产物红外谱图中1680 cm-1处有酯中C=O伸缩振动吸收峰,证明没食子酸与微晶纤维素不是机械混合而是化学合成。     

抗凝血硫酸化微晶纤维素钠构效关系的初步研究

采用UV、IR、13CNMR和元素分析对3种由不同制备工艺参数所获得的硫酸化微晶纤维素钠(Na-MCS)进行结构分析,并研究其抗凝血活性。IR、UV揭示Na-MCS结构中含有硫酸酯基;13CNMR表明,3种Na-MCS的硫酸基取代模式相似,即C6取代占主导,C2位部分取代,C3位不发生取代;元素分析测得其硫酸取代度(DS)不同,即DSNa-MCS1=1 70、DSNa-MCS2=1 45、DSNa-MCS3=1 19;抗凝血研究表明,三者均可使血浆中活化部分凝血活酶时间(APTT)和凝血酶时间(TT)延长,但凝血酶原时间(PT)不延长,三者在抗凝血活性大小上存有差异,这与DS有关,在血浆中质量浓度为5μg/mL时,高DS的Na-MCS1使APTT达到155s、TT达34s,而低DS的Na-MCS3使APTT达到85s、TT达18s。构效关系分析表明,DS的差异不改变Na-MCS的抗凝血途径,但影响其抗凝血活性大小,DS越高,抗凝血活性越强。     

细菌纤维素表面硫酸酯化改性及吸湿保湿性能研究

文章以SO3·Py、ClSO3H-DMF为酯化剂,分别在吡啶和DMF中,在室温下对细菌纤维素进行非均相表面改性,得到了取代度0.01-0.14的细菌纤维素硫酸酯（BCS）,采用元素分析、FTIR、SEM对产物进行了结构表征,BCS在1257 cm-1和815 cm-1出现O=S=O和C-O-S的特征吸收峰,BCS表面孔隙率和孔隙大小减小。BC和BCS在RH 43%和RH 81%的相对湿度环境下,具有较好吸湿保湿性能。     

Sulfation Kinetics in the Preparation of Cellulose Sulfate

In the established apparatus, the converaion ratios of cellaloee sulfation (X) under dif-ferent salfation conditlons were measured. The range of temperature was from -5℃ to 5℃, and the H2SO4 concentration was from 3.1 mol.L^-1 to 4.5 mol.L^-1. The experimental results were used for the establishment of the kinetic model for cellulose sulfation. With the model, X values and the yield of NaCS (Y) can be calculated, thus the reaction with respect to H2SO4 concentration is determined to be third order.     

月桂酸单异丙醇酰胺磺基琥珀酸单酯盐的合成及性能

以月桂酸单异丙醇酰胺(LMIPA)为原料,用顺丁烯二酸酐酯化,再经Na2SO3磺化合成月桂酸单异丙醇酰胺磺基琥珀酸单酯盐(LMIPA-SS),对其合成条件进行了探索研究,并测试其性能。结果表明:酯化条件为n(LMIPA)∶n(顺酐)=1∶1.15,酯化温度75℃,选用碱性催化剂其用量为原料质量的1.5%为宜;磺化反应以25%的Na2SO3水溶液加入,其加入量为加酐量的1.10倍,磺化温度70℃较佳。该条件下的产品收率达81.09%以上,经提纯后PAPGS的纯度可达91.13%,同时研究了月桂酸单异丙醇酰胺磺基琥珀酸单酯盐的性能,其主要表面化学性能为:表明张力为31.83×10-3N/m,临界胶束浓度为8×10-4mol/L,钙皂分散力LSDP为30%,乳化性为32′57″,泡沫性为118 mm/102 mm。     

耐强碱环保型渗透剂的合成研究

以异辛醇/醚（异辛醇20%和异辛醇聚氧乙烯醚80%的混合物）与氨基磺酸（NH2SO3H）进行硫酸化反应的合成工艺,探讨了反应物料配比、反应温度、反应时间、催化剂尿素用量对产品的性能影响,经优化得到了最佳合成工艺：异辛醇/醚：氨基磺酸=1：1.1（摩尔比）,120℃反应3.0 h,ω（尿素）=5.0%。测试了产品的渗透力以及其他性质,结果表明异辛醇/醚硫酸铵和异辛醇/醚硫酸钠的复合物具有较好的渗透力,可以作为耐浓碱精炼剂的主要成分。     

Recycled multilayer cartons as cellulose source in HDPE‐based composites: Compatibilization and structure‐properties relationships

In this article, an alternative mechanical recycling of multilayer carton scraps (MC), consisting in the use of MC without the physical separation of its different fractions (cellulose fibers and low‐density polyethylene, 80/20 wt/wt), is proposed. In particular, MC was considered as a source of cellulose fibers in the obtainment of high‐density polyethylene (HDPE)‐based composites. Composites containing up to 60 wt % of milled MC were prepared by reactive processing, i.e., by adding different amount (5 and 10 wt %) of a linear low‐density polyethylene grafted with maleic anhydride (coupling agent, maleated linear low‐density polyethylene) during HDPE/MC mixing. Then, structure/properties relationships were deeply investigated as a function of MC and coupling agent content. The coupling agent was able to induce a complete polymeric covering of cellulose fraction as well as a strong HDPE/cellulose interfacial adhesion. As a consequence, a significant improvement of mechanical properties at low and high deformation rates as well as a very interesting response of composites to water vapor permeability was obtained. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2009     

Co-processing of heavy oil with wood biomass using supercritical <Emphasis Type="Italic">m</Emphasis>-xylene and <Emphasis Type="Italic">n</Emphasis>-dodecane solvents

Heavy oil was co-processed with wood biomass by using supercritical m-xylene and n-dodecane. The effects of the solvent, temperature, hydrogen, and catalyst on vacuum residue (VR) upgrading were evaluated using residue conversion, coke formation, and product distribution as performance parameters. VR was subjected to co-processing with microcrystalline cellulose (cellulose) or oil palm empty fruit bunch fiber (EFB), and the parameters were compared with those obtained from VR upgrading. Co-processing of VR/cellulose using a catalyst and hydrogen led to higher conversion (72.6 wt%) than co-processing of VR/EFB at 400 °C and the highest yield of light product (65.7 wt%). Using the Fe₃O₄ catalyst with H₂ for co-processing positively influenced generation of the light product fraction. VR upgrading and co-processing using supercritical solvents could eliminate a certain amount of sulfur compounds from heavy oil. Co-processing of wood biomass with petroleum feedstocks in existing oil refineries can reduce the capital costs of bulk treatment.     

蒸汽活化钙基吸收剂联合脱碳脱硫特性

利用管式炉（TF）、蒸汽发生器和热重分析仪（TGA）研究了钙基吸收剂联合脱碳脱硫以及水合特性,并通过N2吸附实验对不同烧结程度以及水合前后样品的孔隙结构进行了测量。结果表明,无水合时,40次碳化循环后的样品碳化活性降至18%,但仍具有44%的硫化活性,比新鲜剂仅低4%,说明脱碳失效剂仍是良好的脱硫剂。碳循环失效剂经蒸汽活化后其碳化活性可提高至68%左右,且具有与新鲜剂类似的活性下降规律。每两次碳化循环后进行一次蒸汽活化,可使样品保持65%的平均转化率。蒸汽活化后吸收剂硫化率可提高至80%,远高于新鲜剂,由电镜扫描实验发现这是由于水合时颗粒产生了大的裂缝和破碎,提供了大量产物可自由生长的外表面积。不考虑颗粒磨损,利用钙基吸收剂先循环脱碳再蒸汽活化最后脱硫是一项联合脱除烟气中CO₂和SO₂的新方法。     

玉米芯木聚糖硫酸酯的合成、表征及其抗凝血活性

以碱法提取的玉米芯木聚糖为原料,LiCl为催化剂,在非质子溶剂中,采用三氧化硫-吡啶法合成了玉米芯木聚糖硫酸酯（XS）,通过正交试验对合成工艺进行了优化,并采用凝胶渗透色谱（GPC）、红外光谱（FT-IR）、元素分析和¹³C NMR对其结构与性能进行了表征,进一步考察了其体外抗凝血活性。结果表明：在DMF溶剂中,当三氧化硫-吡啶络合物与木糖羟基单元的物质的量之比为1.5：1时,于55℃反应3 h,木聚糖的酯化效果最好,所制备的XS的取代度（D_S）为1.53,得率为78.2%,重均相对分子质量为36 754,分散系数为1.191。结构表征发现,硫酸酯基已经成功引入木聚糖中。体外抗凝血活性结果表明：XS可以延长APTT和TT,具有一定的抗凝血活性;当取代度为1.53、质量浓度为20 mg/L时,XS的APTT、PT和TT分别为36.37、14.22和14.70 s,与阳性对照肝素钠基本相当。     

Morphology controlling of micrometer-sized mesoporous silica spheres assisted by polymers of polyethylene glycol and methyl cellulose

Based on the PEG (polyethylene glycol)’s function of bridging flocculation and the MC (methyl cellulose)’s function of formation of liquid crystal in aqueous solution, the morphology of micrometer-sized mesoporous silica spheres with good dispersivity were synthesized by adding the mixture of PEG and MC into the aqueous solution containing F127 and TEOS. It was found that only when PEG was added, the micrometer sized spheres could be synthesized, the spheres possess meso-pores from 2.5 nm to 3.0 nm, and the specific surface area was from 744 m²/g to 861 m²/g by changing the amount of PEG, but the dispersibility of microspheres needs to be improved. Only when MC was added, the dispersibility of resultant spheres was good, but the out surface of spheres was not smooth. Then, when suitable amount of PEG and MC were simultaneously added, the spheres with good dispersibility and smooth out surface were obtained.