大麻纤维在氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺溶解体系中的溶解特性

为提高大麻纤维溶解性能,对大麻纤维进行氢氧化钠预处理和氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺（LiCl/DMAc）溶解处理。用质量分数为18%的氢氧化钠在60℃处理大麻纤维1～4h,然后将预处理后的大麻纤维在不同温度（70、80、95℃）下溶解于质量分数为10％的LiCl/DMAc溶解体系。用扫描电镜、红外光谱仪 和 X 射线衍射仪对溶解前后的大麻纤维进行表征,测试溶解后溶液黏度值。结果表明：氢氧化钠预处理后纤维素的晶型由纤维素Ⅰ转变为纤维素Ⅱ;溶解温度升高,大麻纤维溶解性增强,95℃条件下,预处理2h和3h的大麻纤维在10%LiCl/DMAc溶解体系中能够完全溶解,溶解质量分别为1.0～1.2g和1.2～1.5g;预处理3h的大麻纤维/LiCl/DMAc溶液黏度值更大,溶液稳定。     

纤维素酶处理改善黏胶纤维级溶解浆反应性能的研究

采用内切纤维素酶对黏胶纤维级溶解浆进行处理,研究了酶处理对溶解浆反应性能、黏度、纤维形态、结晶度、孔隙尺寸及比表面积的影响,并利用扫描电子显微镜对处理前后的纤维表面进行观察。结果表明,纤维素酶处理能够显著改善黏胶纤维级溶解浆的反应性能,优化的处理工艺条件为酶用量0.08 IU/g绝干浆,处理时间15 min,处理温度55℃,pH值5.0,此条件下制得的溶解浆的Fock反应性能提高了27.6%,黏胶过滤值由最初的不通过变为顺利通过;黏度和纤维素分子质量略微下降,纤维形态基本不变,纤维表面孔隙尺寸和比表面积显著增大;纤维表面出现明显的纤维剥落和孔隙。     

纸浆纤维在NaOH/硫脲/尿素水溶液中的溶解性能

通过正交实验设计,探讨NaOH/硫脲/尿素溶剂体系中不同组分含量对针叶木纸浆纤维溶解性能的影响,分析经不同温度处理后未溶解纤维的形态变化,并对原料纤维和再生纤维素的结构和性能进行表征。结果表明:当溶解温度-10℃,混合溶剂中NaOH、硫脲、尿素、水的质量比为7:7:7:79时,纸浆纤维的溶解效果最好,且溶解过程属于非衍生化性溶解;经碱脲溶剂润胀和溶解处理后,未溶解纤维的平均纤维长度值变小和平均宽度值变大,纤维表面出现一定程度的破坏,且纤维素晶型由纤维素I型向纤维素II型转变;与原料纤维相比较,溶解后再生纤维素的结晶度由66.77%降低到28.70%,并且转化成为纤维素II晶型。     

纤维素酶和聚木糖酶处理改善溶解浆性能的研究

研究了不同用量的纤维素酶和聚木糖酶处理对阔叶木溶解浆的Fock反应性能、甲种纤维素(甲纤)含量和聚合度的影响;并探讨了不同纤维素酶用量、处理时间和浆浓对针叶木浆改性溶解浆(简称纸改浆)的Fock反应性能、甲纤含量和聚合度的影响。结果表明,当纤维素酶用量为2HCU/g时,可以将阔叶木溶解浆的Fock反应性能从40.57%提高至48.20%,同时不会对浆料甲纤含量和聚合度造成明显影响;当聚木糖酶用量为200 XU/g时,可以将阔叶木溶解浆的甲纤含量从93.08%提升至95.14%。当纤维素酶用量为50 HCU/g时,可以将纸改浆的Fock反应性能从13.50%提高到49.75%;增加纤维素酶用量以及延长酶处理的时间均可有效地提升纸改浆的Fock反应性能,而改变浆浓不会对纤维素酶处理效果产生较大影响。     

氢氧化钠活化前后纤维素在离子液体/DMSO溶剂体系中溶解性能的变化

研究了棉短绒纤维和针叶木纤维经氢氧化钠活化后对其在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯代盐([BMIN]Cl)与二甲基亚砜(DMSO)共容积体系中溶解度的影响。研究结果表明棉短绒纤维和针叶木纤维活化后在该溶解体系的溶解度分别从3.9%、2.8%提高到7.1%、5.0%,比未活化前增大了近1倍,说明这两种纤维素用氢氧化钠活化后在离子液体中更易溶解。活化的棉短绒纤维和未活化的棉短绒纤维在溶解再生后聚合度分别从612、578下降至423、350,分别降低了30.8%、39.4%;活化的针叶木纤维和未活化的针叶木纤维在溶解再生后聚合度则分别从736、704下降至607、502,降低了17.5%、28.7%.红外光谱证实离子液体[BMIN]Cl/DMSO溶解体系为纤维素的非衍生化溶剂。X-射线衍射(XRD)实验证实经过氢氧化钠活化处理的纤维素相比未经过活化处理的纤维素衍射峰强度降低得更厉害,说明在氢氧化钠活化过程中也能降低纤维素的结晶度,有助于纤维素在离子液体中的溶解。     

纤维素预处理后的结构及溶液流变性能

用乙二胺处理纤维素,通过X射线衍射、红外光谱分析对纤维素预处理前后的结构变化进行表征,X射线衍射表明经乙二胺预处理后纤维素的结晶度下降了很多。在相同条件下将等量预处理前后的纤维素溶解在NMMO/H2O体系中,结果显示纤维素经过乙二胺预处理后更容易溶解在NMMO/H2O中。对用乙二胺预处理前后的纤维素/NMMO/H2O溶液的稳态和动态流变性能进行对比研究,结果表明:预处理后纤维素/NMMO/H2O溶液中纤维素相对分子质量分布变窄,纤维素分子缠结网变强,可保持纺丝后纤维的力学性能。     

纤维在NaOH-尿素体系中的溶解性能

采用NaOH-尿素体系对针叶木浆纤维进行溶解处理,探讨了不同溶解条件对纤维溶解性能的影响,分析了经不同温度处理后未溶解纤维的形态变化,并通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)分析,对纤维和再生纤维素纤维的结构和性能进行了表征。结果表明,纤维在NaOH-尿素体系中的最佳溶解温度为-10℃,其溶解过程属于非衍生化性溶解;经碱性溶剂润胀和溶解处理后,纤维形态参数发生明显变化,纤维平均长度值变小和平均宽度值变大,其表面出现一定程度的破坏,纤维素晶型由纤维素I型向纤维素II型转变;与纤维相比较,溶解后再生纤维素的结晶度由66.77%降低到30.47%,并且转化成为纤维素II型。     

酶解竹子溶解浆制备纳米微晶纤维素的研究

纳米微晶纤维素(NCC)可由可再生资源制备,并且具有诸多特性,近年来成为研究热点。本文应用PFI磨对竹子溶解浆预处理,用纤维素酶水解制备纳米微晶纤维素,研究了酶解时间、酶解温度、酶用量对纳米微晶纤维素产率的影响,采用正交实验优化了工艺参数。并用高效液相色谱仪、马尔文激光粒度仪对水解液及NCC进行表征。结果表明:在酶用量2.736FPU/g、酶解时间3d、酶解温度50℃的条件下,纳米微晶纤维素的产率最高,达到19.13%;高效液相色谱分析表明水解液主要成分为葡萄糖,占总还原糖含量的71.06%,其次为纤维二糖12.39%,木糖7.68%;激光粒度分析表明NCC的Z均粒径为375.5nm。     

内切纤维素酶预处理对漂白马尾松纤维形态和结构的影响

针对制备纤维素微纤丝(CMF)所需要高能耗的问题,采用内切纤维素酶对漂白马尾松纤维进行预处理,研究内切纤维素酶预处理过程中,纤维形态、纤维素聚集态和纤维性能所发生的变化。结果表明,内切纤维素酶优先作用于纤维表面,不会对纤维产生明显的起皮、剥皮现象,但是对纤维的切断作用较强,导致内切纤维素酶用量增大时,纤维的平均长度逐渐减小,宽度增加,保水值和Zeta电位逐渐下降,打浆度在酶预处理初期略有下降,之后不断增大;内切纤维素酶主要作用于纤维素的无定形区,使纤维素的结晶度增大,最后在80%~82%之间波动;若要纤维素完全发生水解,还需外切纤维素酶和纤维二糖酶的协同作用。     

碱预处理对制备微晶纤维素的影响

为了加快酸水解制备微晶纤维素(Microcrystalline cellulose,MCC)时酸液的渗透效率,提高酸水解反应在纤维素纤维细胞壁内的区域反应均匀性,从而提升MCC的质量。本研究采用NaOH溶液对针叶木溶解浆进行有限润胀预处理,并通过激光粒度分析仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)及热重分析仪(TGA)等对MCC的各项质量指标进行检测,探究了碱预处理对酸水解制备MCC的影响。结果表明,在最佳NaOH质量分数(9%)预处理后,MCC平均粒径由52.1μm降低至41.8μm,粒径分布更加集中,MCC结晶度基本保持不变;碱预处理对纤维素纤维及MCC化学结构和热稳定性均无明显影响。     

酶预处理对纤维打浆性能的影响

采用纤维素酶对漂白阔叶木浆进行预处理,研究了酶预处理工艺对纤维形态和打浆能耗的影响,并进一步分析浆料通过PFI磨打浆后的纤维形态变化,为酶预处理漂白阔叶木浆制备纤维素微纤丝(CMF)提供理论指导。结果表明,酶预处理并没有明显改变纤维形态,但经PFI磨打浆后的纤维更易被切断和分丝帚化,纤维润胀程度得以提高,且当酶用量8 U/g,打浆度达到50°SR和68°SR时,浆料的扭结纤维含量相比未经酶预处理的对照样分别减少了17. 2个百分点和16. 2个百分点,细小纤维含量分别增加了20. 8个百分点和17. 6个百分点;此外,酶预处理能显著降低磨浆能耗。当酶用量8 U/g时,打浆度达到50°SR和68°SR时,打浆能耗相比未添加酶的对照样分别节省了50%和33. 3%。     

微生物预处理对麦草化机浆性能的影响

在麦草化机浆(CMP)制浆过程中,发现微生物预处理后麦草化机浆的细浆得率升高;强度性能改善,打浆度提高;但化机浆的白度和不透明度降低.微生物预处理能够将化学处理废液的CODCr含量从34.68g/L降低到23.26g/L.经过相同转数的PFI打浆,前者的打浆度比后者高,说明要获得相同的打浆度,后者需要的打浆转数高,相应的耗能也高.在相同的PFI打浆转数下,预处理麦草化机浆中长纤维所占的比例相对较大.从浆料的强度性能考虑,打浆度不宜过高,以50°SR左右为宜.     

纳米纤维素晶体的性能研究

竹子溶解浆经植物粉碎机预处理,再用硫酸水解制备纳米纤维素晶体(NCC)。利用马尔文激光粒度仪、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TGA)对原料及纳米纤维素晶体的尺寸、形貌、晶体特性、结构和热性能进行表征。结果表明:NCC的Z均粒径为128.7nm;竹浆经机械粉碎部分纤维长链被切断;由TEM图观察可知NCC为棒状,直径5~10nm,长度100~200nm;竹浆及NCC属于纤维素Ⅰ型,结晶度由竹浆的64.27%提高到72.04%;FTIR图谱表明竹浆与NCC化学结构基本一致;TGA分析表明NCC的热稳定性低于竹浆,但NCC的降解速率较竹浆缓慢,并且NCC的热解残余率增大。     

生物酶预处理对烟梗浆料纤维特性的影响

通过采用生物酶对烟梗浆料进行预处理,对比分析了生物酶预处理对烟梗浆料纤维特性的影响。结果表明,相同打浆度下,酶预处理组纤维平均长度、粗度、细小纤维含量和扭结指数均高于对照组。烟梗浆料扫描电子显微镜(SEM)分析表明,酶预处理有促使纤维纹孔打开、破坏细胞结构的可能;红外光谱表明,酶预处理后烟梗浆料中的纤维素相对含量增加,而烟碱类物质相对含量减少,溶出增加;X射线衍射仪(XRD)分析表明,酶预处理可提高烟梗浆料纤维素的结晶度,相对于对照样的26. 19%,酶预处理样纤维素结晶度为28. 15%,增加了7. 51%;热重分析表明生物酶预处理会提高烟梗浆料的热稳定性。     

超低浓度酸水解制备纤维素纳米纤丝的初步研究

以漂白阔叶木浆为原料,通过控制浓度0.1%左右硫酸溶液(以下简称超低酸)水解温度和水解时间以及后续机械球磨时间制备不同特性的纤维素纳米纤丝(CNF),考察了不同过程参数对CNF得率的影响,并使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)和纳米粒度仪分析了CNF的表面形貌、结晶度、热稳定性及粒度均一性变化。结果表明,水解温度由100℃增加到140℃,CNF得率降低了37.6个百分点,CNF的聚合物分散性指数(PDI)数值逐渐减小,CNF中长纤维和块状纤维逐渐减少,当水解温度达到140℃时,CNF长度约100 nm,分布均匀;而CNF的结晶度随水解温度的增加呈先升高后略微降低的趋势;水解时间由1 h增加到3 h,CNF得率从62.8%下降到49.8%,CNF的PDI数值和结晶度值均呈现先上升后下降规律,当水解时间达到3 h时才能获得直径约100 nm左右的CNF;球磨时间由8 h增加到24 h,CNF的直径均已达到100 nm,CNF马尔文粒度的PDI数值不断上升,CNF颗粒均一性下降。球磨16 h制备的CNF热稳定性提高。     

不同针叶木化学浆在碱尿素水溶液体系中溶解行为的研究

以用于生产黏胶纤维的漂白针叶木硫酸盐浆（BSK）和硫酸盐法针叶木溶解浆为原料，通过测定纸浆纤维-纤维素-溶剂（7% NaOH/12%尿素水溶液）溶解体系的透光率及溶解生成的纤维素溶液的黏度、观察纸浆纤维冷冻过程的微观形态、分析溶解前后纸浆纤维长度和宽度的变化、检测未溶部分的X射线衍射谱图，研究对比了这两种浆在7% NaOH/12%尿素水溶液体系中溶解行为的差异。结果表明，相同浆浓下，聚合度高的漂白针叶木硫酸盐浆在7% NaOH/12%尿素水溶液中溶解后体系的透明度比聚合度低的针叶木溶解浆体系的高，前者溶解生成的纤维素溶液的黏度大于后者溶解生成的纤维素溶液的黏度，即纤维素含量高、聚合度低的溶解浆反而较难溶解在7% NaOH/12%尿素水溶液中。针叶木硫酸盐浆溶解后纤维变短且变粗，而针叶木溶解浆因大部分短小纤维被溶解导致溶解后纤维的平均长度变长，且宽度变化较小。针叶木硫酸盐浆保留了完整的纹孔结构，溶剂渗透性较好，其溶解效果优于在制浆过程中细胞壁经受严重破坏的针叶木溶解浆的溶解效果。     

芳纶/醋酸纤维素纳米纤维的制备及表征

醋酸纤维素在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中难以进行静电纺丝,将其与芳纶溶液混合后成功制备了芳纶/醋酸纤维素纳米纤维.芳纶/醋酸纤维素混合溶液有利于静电纺丝,当芳纶与醋酸纤维素质量比大于1∶2后即可获得均匀的纳米纤维.随混合溶液中芳纶与醋酸纤维素的质量比和溶液质量分数的提高,纳米纤维中的珠状缺陷逐渐减少.芳纶/醋酸纤...     

竹浆粘胶纤维水刺非织造布加工工艺与产品性能

从原料的选择、输网速度和水刺压力等方面分析研究面密度为35g/m2的竹浆粘胶纤维水刺非织造布的加工工艺与产品性能之间的关系,以制备性能优异的竹浆粘胶纤维水刺非织造布。通过对纤维原料的分析,选用1.67dtex×38mm的竹浆粘胶纤维作为加工原料。对拉伸断裂强度、撕裂强力及外观质量的分析研究,结果表明：当输网帘速度为90m/min、水刺头1～5水压分别为2、8、14、10、12 MPa时,制备的竹浆粘胶纤维水刺非织造布综合性能最好。     

溶解浆在造纸法再造烟叶中的应用研究

对比分析溶解浆、针叶浆、竹浆纤维性状,采用不同比例溶解浆替代针叶浆,研究其对浆料性状及抄造成型的影响。结果表明:溶解浆纤维数量远高于针叶浆及竹浆,帚化率略高于针叶浆及竹浆,长度及宽度低于针叶浆及竹浆;使用溶解浆后,浆料滤水性能提高;溶解浆替代部分针叶浆后,首程留着率上升,片基吸收性显著改善,使用50%溶解浆1和20%溶解浆2吸水率可分别提高约30%、21%;溶解浆2添加比例20%,即适于纸机生产,也可以使片基吸水率提高21%。     

棉浆打浆与纤维性能的关系

采用不同工艺条件对商品棉浆进行打浆,研究纤维性能的变化,为棉浆的打浆提供理论指导。首先采用PFI磨进行商品棉浆的打浆,研究浆料的性能。然后结合Velley机和PFI磨两者打浆的优点进行棉浆的打浆,先将棉浆在Velley机中疏解并适当打浆,然后再用PFI磨精磨。并做正交实验进行精浆工艺条件的优化。为做对比实验,参照商品棉浆的打浆,对自制棉浆的打浆也进行了研究。