纤维素/NaOH-尿素-硫脲溶液体系流变性能的研究

借助Rt2000型高效毛细管流变仪及DV-Ⅱ型旋转粘度计对纤维素/NaOH-尿素-硫脲溶液体系的流变性能进行了研究.考察了剪切力、温度、纤维素原料质量分数对溶液表观粘度的影响.结果表明:纤维素/NaOH-尿素-硫脲溶液体系属于假塑性流体,该体系的流动活化能较低,其表观粘度随温度升高而降低;纤维素质量分数增加使溶液表观粘度增加.     

再生纤维素纤维与棉混纺产品的定量分析

新型再生纤维素纤维混纺产品的混纺比是产品的重要指标之一,文章研究了Tencel、Modal、竹浆纤维分别与棉纤维双组分混纺产品混纺比的定量测定方法.分别用5种常用的酸性溶剂对几种纤维进行了溶解性试验,最终确定的定量分析试验条件为:37%盐酸,溶解温度25℃,溶解时间10 min;甲酸.氯化锌溶液,溶解温度50℃,时间90 min.     

纤维素氨基甲酸酯溶液的流变性能

 探讨纤维素氨基甲酸酯（CC）溶液的流变性能及其影响因素.结果表明：含氮量小于3.57%的CC氢氧化钠溶液,在所研究的CC浓度范围内表现为切力稀型流体,非牛顿指数小于1,且随着CC溶液浓度的增加而减小;表观黏度随剪切速率的增加而降低,随CC溶液浓度的增加而呈指数关系上升,并得到了经验公式;结构黏度指数随CC溶液浓度的增加而缓慢增大,但当CC质量分数超过5.66%后呈非线性迅速增大,溶液流变性变差;纤维素氨基甲酸酯溶液纺前处理温度对其流变性能影响显著,当前处理温度高于15℃,溶液流变性能恶化,可观察到溶液呈凝胶状.     

纤维素氨基甲酸酯纤维纺丝工艺探讨

通过研究纤维素氨基甲酸酯(CC)溶液中CC与NaOH配比(质量比)、溶液纺前处理时间及温度、纺丝凝固浴及再生浴的组成和温度对纤维素氨基甲酸酯溶液可纺性及其纤维性能的影响,得到湿纺工艺制备纤维素氨基甲酸酯纤维的最佳纺丝工艺条件.结果表明:配制CC质量分数为7%,CC与NaOH质量比为1的纤维素氨基甲酸酯的氢氧化钠溶液,在15℃以下进行纺前处理10～12 h,溶液可纺性良好.这种溶液在温度为加℃的含H2SO4(150 g/L)、Na2So4(200 g/L)、Al2(SO4),(50 g/L)的凝固浴中成形后,在温度为85℃、质量分数为1%的氢氧化钠水溶液中再生,可得到具有一定强度及伸长率的再生纤维素纤维.     

氨基甲酸酯法纺制环境友好型抗菌纤维素纤维的研究

纤维素氨基甲酸酯(简称CC)是纤维素与尿素的反应产物,具有安全无毒、易运输、易成纤等特点,是替代粘胶工艺中纤维素黄酸酯最有潜力的中间产品,CC法制造纤维素纤维被认为是改造粘胶厂以及减少和消除环境污染问题的良好途径之一。制备水溶性O-羟乙基壳聚糖,并与纤维素氨基甲酸酯共溶于NaOH溶液中,通过环境友好的CC工艺纺制抗菌性纤维素纤维并对其力学性能和抗菌性能进行了研究。结果表明:含有O-羟乙基壳聚糖的纤维素氨基甲酸酯纺丝过程顺利,制得的纤维具有良好的力学性能,且表现出明显的抗菌性和抗菌耐洗涤性。     

纤维素氨基甲酸酯溶液黏度与其结构及组成的关系

 探讨了纤维素氨基甲酸酯（CC）溶液黏度的影响因素。结果表明：含氮量大于2.0%的干态CC能很好地溶解在-7～-3℃的质量分数为9%～11%的氢氧化钠溶液中,形成质量分数小于8.5%的CC的氢氧化钠溶液。在研究范围内,CC溶液黏度随聚合度、含氮量、溶剂温度及溶液中CC的质量分数的提高而增加,随溶剂中碱量的增加及助溶剂-——尿素的添加而降低;另外,溶液存放温度及存放时间对CC溶液黏度也有显著影响;低温时,溶液黏度随温度升高而下降,高于15℃后,溶液黏度随温度升高而上升;起初的8 h内,溶液黏度随存放时间延长而下降,之后,溶液黏度又开始回升,出现凝胶化现象。     

氨基甲酸酯法纺制阻燃纤维素纤维

通过对环境友好的氨基甲酸酯法共混磷氮系阻燃剂1,2-二(2-氧代-5,5-二甲基-1,3,2-二氧磷杂环己-2-亚氨基)乙烷(DDPN)和N,N′-二(5,5-二甲基-2-磷杂-2-硫代-1,3-二烷-2-基)乙二胺(DDPSN)纺制阻燃纤维素纤维,对纤维的力学性能和阻燃性能进行研究。结果表明:共混纤维的干态强度略低于粘胶纤维,而湿态强度、湿模量略高于粘胶纤维,该类阻燃剂在纤维素中的质量分数大于18%时,共混阻燃纤维的极限氧指数(LOI)大于25%,纤维达到了阻燃要求。     

纤维素氨基甲酸酯的合成及表征

系统地研究了纤维素氨基甲酸酯的合成方法、原料聚合度、合成温度及其时间、载体及其用量、尿素用量等对产物含氮量的影响。结果表明:载体的加入可提高反应试剂的可及度;纤维素浆粕的聚合度在320~390时反应性能较好;反应体系呈碱性时,有利于酯化反应的进行;产物含氮量随尿素用量的增大及预处理时间的延长而增加。最终确定最佳合成工艺条件为尿素用量40%,预处理2 h,酯化反应温度150℃,酯化反应时间3 h。产物的FT-IR谱图证实了酰胺键的存在。X-射线衍射表明产物的晶型与活化后纤维素的晶型类似,结晶度变化不大。     

纤维素氨基甲酸酯的结构及其溶解机制

 采用红外、13C固体碳谱、元素分析、X射线衍射、扫描电子显微镜、热重、差热等手段对纤维素氨基甲酸酯的结构进行了表征。结果表明：氮质量分数为3.45%的纤维素氨基甲酸酯分子每一个链段的化学式为( C7H1106 )2N1,即平均每2个纤维素链段中的1个伯羟基被酰氨基取代。CC的基本组成单元仍为纤维素,只是反应后其结晶结构发生了变化,随着反应的进行,产物的晶面增加,取向度、结晶度及热稳定性降低。采用显微镜观察CC的溶解过程,得出CC的溶解过程是分子无限溶胀的结果。首先发生在非晶区内,而后由氨基甲酸酯产生的溶液来溶剂化微晶的表面并渗入微晶的内部,从而使CC的晶胞溶胀、扩散,最后全部溶解。     

低温碱尿素法制备纤维素纤维的研究进展

纤维素是最有可能大规模替代石油的资源,但是纤维素的特殊结构导致其难以溶解在普通溶剂中,也不能熔融纺丝,极大地限制了这类强极性高分子的工业发展, 因此纤维素纤维的高效绿色制备新方法成为国际研究热点。在我国张俐娜院士发明的低温碱尿素水溶液直接溶解纤维素新方法的基础上,我们在对这一新技术进行了纺丝工程研究,分别包括间歇式、连续式以及连续式原位化学改性。工程实验证明将双螺杆应用于纤维素的溶解,利用双螺杆挤出机的强剪切力可以明显提高纤维素的溶解效率,提高纤维素的溶解度,提高溶液均匀性并延长纺丝液凝胶时间,从而实现纤维素纺丝液的高浓度连续稳定纺丝。     

LiOH复合溶剂体系直接溶解法制备新型再生纤维素纤维

首次发现纤维素可快速溶解于LiOH/硫脲/尿素水溶液中。通过偏光显微镜进行了观察,纤维素在新溶剂体系中的溶解过程,并通过湿法纺丝技术在10%(质量分数)H2SO4/12.5%(质量分数)Na2SO4的凝固浴中凝固再生纤维素,成功制备了新型纤维素纤维。再生纤维的结构通过扫描电镜和广角X射线衍射进行了表征,研究发现,这种再生纤维分子量较高,形态上具有圆形的截面和光滑的表面,结构上属于典型的纤维素Ⅱ,并具有较高的结晶度。这些形态结构特性保证了新纤维具有较好的力学性能。     

新型纤维素纤维的结构和性能

通过广角X衍射和扫描电镜研究了氢氧化钠/硫脲/尿素（8：6．5：8）溶剂溶解的棉浆粕（聚合度620）溶液湿法纺丝获得再生纤维素纤维的结构变化。广角X衍射表明,新型纤维素纤维具有典型的纤维素Ⅱ型晶体结构和相当高的结晶度。扫描电镜和光学显微镜图片观察发现纤维的截面呈圆形,类似于天然丝的截面。氢氧化钠／硫脲／尿素溶剂体系是一种低成本、环境友好的溶剂,能够代替目前存在的高污染物排放的再生纤维素纤维生产方法。