采用氧化甲基吗啉制备纤维素膜的研究进展

从氧化甲基吗啉(NMMO)纤维素膜的成膜工艺、改性与应用等方面介绍了利用NMMO制备纤维素膜的研究进展,分析了NMMO纤维素膜末得到工业化应用的原因,并对NMMO纤维素膜今后的发展趋势进行了展望.     

氧化纤维素的体外及酶促体外降解行为研究

用TEMPO碱性氧化体系制备氧化纤维素,在模拟体液环境下,通过对氧化纤维素质量损失(Mms)和聚合度(DP)的变化,研究羧基含量和降解时间对氧化纤维素体外降解行为的影响;并采用在体液中添加纤维素酶的方式,对氧化纤维素的酶促体外降解进行研究。结果表明:在模拟体液环境下,随着羧基含量和降解时间的增加,氧化纤维素的体外降解和酶促体外降解的Mms均呈增长趋势,DP呈下降趋势;当羧基含量为1.56mmol/g,降解时间为3周时,氧化纤维素体外降解的质量损失为11.11%,聚合度下降50.42%;酶促体外降解质量损失提高至15.35%,聚合度下降64.44%。因此提高羧基含量,结合酶促降解,可提高纤维素的降解程度。该研究为氧化纤维素在生物医学领域的应用提供了理论依据。     

选择性氧化棉纤维的聚集态结构

为了进一步拓展氧化纤维素的应用领域,采用高碘酸钠对棉纤维进行选择性氧化,制备了二醛基纤维素棉纤维,用红外光谱、X衍射等手段分析了氧化棉纤维的聚集态结构。结果表明轻度氧化棉纤维的结晶度略有提高,而深度氧化棉纤维的结晶度降低;氧化棉纤维的断裂强度和断裂伸长率随氧化程度的提高不断降低。     

微生物纤维素的非均相氧化研究

将微生物纤维素进行氧化改性,以开发其在生物材料领域的新用途.研究了微生物纤维素与高碘酸钠非均相氧化的过程.利用红外光谱技术验证了氧化微生物纤维素的结构.考察了一定条件下氧化温度,氧化时间,反应体系pH值对氧化产物中醛基含量的影响.实验结果表明,微生物纤维素被成功氧化产生了醛基基团,适当提高温度和酸性环境反应有利于醛基生成,氧化时间则存在一个最佳值.     

响应曲面法优化TEMPO诱导氧化预处理工艺制备NFC

采用响应曲面法的Box-Behnken实验设计,考察TEMPO诱导氧化预处理工艺中,TEMPO、NaBr、NaC1O的用量对氧化反应时间和氧化程度(NaOH的消耗量)的影响.研究结果表明:随着TEMPO和NaBr用量增加,氧化反应速率加快,反应时间缩短,氧化程度略有减小;随着NaC1O的用量增加,氧化反应时间延长,氧化程度与之成线性增加趋势.通过Design-Expert软件在预设目标值的前提下,依据回归模拟方程优化得到了最佳的工艺条件:TEMPO用量0.024 mmol·g-1、NaBr用量2.50 mmol·g-1、NaC1O用量7.13 mmol·g-1,在此条件下进行了验证实验,其反应时间为56.76 min,NaOH的消耗量为35.05 mL,与回归方程的预测值非常接近.在优化的工艺条件下,对纤维素进行了TEMPO氧化预处理,然后进行机械法研磨,最终制备得到了纳米纤化纤维素(NFC).     

亚麻纤维的选择性氧化

采用高碘酸钠对亚麻纤维进行选择性氧化,可使纤维素链单元的2个仲羟基氧化成醛基,红外光谱图证实了活性醛基的生成。在高碘酸钠选择性氧化纤维素过程中,影响氧化程度的因素主要有高碘酸钠质量浓度、氧化时间等。研究了氧化时间和高碘酸钠质量浓度对氧化亚麻纤维醛基含量、失重率和力学性能的影响。结果表明:增加高碘酸钠质量浓度、延长氧化时间,亚麻纤维中的醛基含量增加,但亚麻纤维的失重率增加。随着氧化程度的加深,亚麻纤维的断裂强度逐渐降低。     

丝素蛋白氧化棉纤维的共价结构分析

用高碘酸钠选择性氧化棉纤维制得二醛纤维素,并采用FT-IR、XPS法分析了高碘酸钠选择性氧化棉纤维及经丝素蛋白溶液处理后氧化棉纤维的结构。结果表明:棉纤维经高碘酸钠选择性氧化生成了二醛纤维素(DAC),并且二醛纤维素上的醛基随着氧化程度的加深不断增多,氧化后纤维素大分子中的羟基及氢键结构逐渐减少,表明氧化的过程也是棉纤维大分子不断解聚的过程;氧化棉纤维经丝素蛋白溶液处理后,二醛纤维素上的醛基与丝素大分子上的氨基直接形成亚胺(席夫碱)结构。     

TEMPO氧化法制备罗布麻纳米纤维素纤维

以罗布麻韧皮为原料,通过TEMPO氧化法与超声波机械作用相结合的方式制备罗布麻纳米纤维素纤维.采用单因素试验研究氧化参数对罗布麻纳米纤维素纤维得率的影响,得到使罗布麻纳米纤维素纤维得率最高时各氧化参数的最佳设计值.TEM、FTIR和XRD结果表明:罗布麻纳米纤维素纤维为纤丝状,具有较高的长径比,平均直径分布范围为40～ 60 nm.TEMPO氧化法能在不破坏纤维素纤维晶型的前提下,将罗布麻纳米纤维素纤维分子中D-葡萄糖重复单元上的羟基氧化为羧基.     

功能纤维素材料研究

近年来,纤维素因来源广泛、可降解可再生等优点,对其的研究和应用受到越来越多的重视.其中吸附功能是纤维素类材料一个非常重要的应用分支,改性和未改性的纤维素可与多种类材料作用,涵盖了无机和有机材料.文章对目前进行的各种改性方法进行了分类,并以纤维素的改性方法为线索,综述了近年来以天然纤维素及其各种衍生物为基础的各种功能性研究.     

4-乙酰氨基-TEMPO氧化制备纳米纤维

以棉浆为原料,采用4-乙酰氨基-TEMPO-NaCIO-NaBr氧化体系,在超声波协助的作用下制备纳米纤维.测定了氧化前后棉纤维纤维素的羧基含量和聚合度,采用光学显微镜和红外光谱(FTIR)对氧化棉纤维进行了表征,采用纳米粒度仪和扫描电子显微镜(SEM)对超声波处理的氧化棉纤维进行了表征.结果表明,在4-乙酰氨基-TEMPO-NaClO-NaBr氧化过程中,棉纤维纤维素的聚合度显著下降;该反应体系结合超声波可制得宽度约80nm、长度约400nm的纳米纤维;纳米纤维纤维素的羧基含量可达0.58 mmol/g.