基于纤维素溶剂的木质纤维素预处理方法的研究进展

纤维素溶剂能够极大的减弱纤维素分子间以及分子内氢键,降低结晶度,改变纤维素的晶体结构,从而导致纤维素溶解。和传统预处理方式相比,纤维素溶剂预处理具有预处理条件温和、效果好,反应不产生或者很少产生酶解发酵抑制物等优点;然而,纤维素溶剂预处理仍然存在溶剂价格高、回用相对困难,难以实现大规模工业化生产等问题。通过对几种新型纤维素溶剂溶解纤维素机理的分析,介绍了纤维素溶剂在木质纤维素预处理中的应用,为纤维素溶剂运用于木质纤维素预处理中的相关研究提供一定的参考。     

电子束活化纤维素浆粕的研究

通过电子束辐射技术对纤维素浆粕进行预处理,利用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪分别对电子束辐射前后的纤维素浆粕进行红外光谱测试、表面及孔隙的分析以及广角X射线衍射(WAXD)实验,并通过纤维素铜氨溶液法测定纤维素浆粕经电子束辐射前后的聚合度。结果表明:电子束辐射使纤维素浆粕的聚合度降低,分子量分布变窄,纤维素分子链中出现了羰基;电子束辐射对结晶度影响不显著,辐射后反应试剂的可及度大大提高,反应性能明显提高。     

纤维素溶解研究进展

纤维素是一种环境友好的可再生生物质资源,不仅用于造纸`、塑料、纺织、医药、食品等传统工业,而且还广泛应用于日用化工、建筑、石油化学和生物化学等领域。但纤维素的聚集态结构复杂,具有高结晶度,使试剂对纤维素的可及度低,一般有机和无机溶剂难以溶解纤维素,阻碍了纤维素作为最丰富的天然有机高分子化合物的开发和利用。因此,研究与开发纤维素环境友好新溶剂对纤维素的改性应用具有重要的意义。本文综述纤维素溶解的研究进展。     

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。     

微晶纤维素在PU合成革生产中的功能与作用

主要从生产过程和产品性能2个方面,对合成革用微晶纤维素的功能和作用进行了综述。在合成革的加工方面,添加微晶纤维素可改善浆料的加工性能,提高产品的均一性。在合成革结构和功能方面,使用微晶纤维素可以调整PU革凝聚层的微孔结构,提高产品的透气、透湿和物理机械强度等性能,改善合成革的外观效果,甚至赋予合成革制品特殊的功能。     

一步法制备纤维素氯乙酸酯及其原子转移自由基接枝共聚

以离子液体为反应介质,氯乙酰氯为酰化试剂,在不加任何催化剂的条件下,一步法制备出纤维素氯乙酰酸酯.研究了反应条件(酰化试剂用量、反应时间、反应温度)对纤维素取代度(DS)的影响,并对产物结构进行表征(FT-IR、NMR).随后以纤维素氯乙酰酸酯为大分子引发剂,引发了甲基丙烯酸甲酯(MMA)在离子液体中的原子转移自由基聚合(ATRP).研究结果表明,MMA在离子液体中的聚合是活性/可控的.     

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。     

纤维素纤维在活性污泥中的生物降解性

以棉、苎麻、大麻、黄麻等天然纤维素纤维和粘胶、竹浆、Tencel、Viloft等再生纤维素纤维为试样,将其填埋于活性污泥中进行生物降解性实验,分析并比较了试样的降解率、形态结构、结晶结构、热学性能和力学性能等与降解时间的关系。结果表明:纤维素纤维能在短时间内被污泥降解,再生纤维素纤维的降解率高于天然纤维素纤维;随降解时间的延长,纤维表面变得越来越粗糙,有许多微孔、裂缝;纤维的结晶度存在一定的波动,热稳定性先提高后下降;降解1周后,纤维的力学性能急剧下降,竹浆及Viloft纤维的降解速度最快。     

纤维素改性及其在肉制品中应用研究进展

纤维素(Cellulose)是存在于自然界中的一种丰富的可再生资源,但由于分子内和分子间氢键作用及高度结晶的聚集态结构,使得天然纤维素难溶于大多数溶剂,限制了纤维素的开发与应用。纤维素改性后在保持原有特性的基础之上,又具有引入羟基、酰胺基、氨基等活性官能团赋予的新性能,结晶度和聚合度明显降低,能够在食品生产中赋予产品优良的品质,受到越来越多国内外研究学者的广泛关注。本文综述了改性纤维素的种类和特性、与肉类蛋白质间的相互作用及其在肉制品中的应用,并提出了目前存在的问题和未来发展方向,为进一步深入研究改性纤维素提供参考,推动纤维素的高值化利用。     

聚阴离子纤维素合成工艺

研究了溶剂法合成聚阴离子纤维素（ＰＡＣ）过程中游离碱浓度、氯乙酸钠水解率和产品取代度及其溶液粘度与反应条件的关系。选用低极性异丙醇／水（体积比９／１）溶剂，能有效地抑制氯乙酸钠的水解从而获得较高的产品取代度和氯乙酸利用率。合成过程中加入表面活性剂有利于提高反应的均匀性，使产品抗盐性增强。     

非衍生化溶剂体系制备再生纤维素膜及其性能研究

以NaOH/尿素/硫脲、［Amim］Cl、［Amim］Cl/DMF和氯化胆碱/尿素低共熔溶剂4种溶剂作为纤维素浆粕的溶剂体系并制备再生纤维素膜。采用红外光谱、X射线衍射、热重分析、扫描电镜和万能材料试验机对再生纤维素及再生纤维素膜进行结构表征。结果表明，将纤维素溶解在不同溶剂体系中，再生纤维素晶型均由纤维素Ⅰ型转变为纤维素Ⅱ型，再生纤维素的结晶度、热稳定性及再生纤维素膜的力学性能均有不同程度的降低。从再生纤维素膜性能及成本核算方面考虑，［Amim］Cl /DMF溶剂体系制备再生纤维素膜效果最佳。     

纤维素纤维基阴离子吸附剂制备研究进展：预处理及阳离子化改性

针对纤维素纤维材料化学组成复杂、组织结构致密,直接用于制备阴离子吸附剂的吸附性能差,应用价值低的问题,研究者在改善基材纤维素上羟基的可及性、反应活性、阳离子化改性及其对阴离子物质的吸附性能方面进行了深入研究。本文主要讨论了纤维素纤维材料的多种预处理和阳离子化改性技术相关研究及进展,阐述了不同预处理和阳离子化改性技术提高纤维素羟基反应活性与阳离子化改性纤维素纤维的反应机理,并对制备的纤维素纤维基阴离子吸附剂的吸附性能做了介绍。     

纤维素和含纤维素纺织品用低或无甲醛交联剂的免烫整理

引言通过在邻近的纤维素链间形成交联,增加纤维的弹性恢复可使纤维素和含纤维素织物具有免烫性能。交联可降低应力引起的聚合物链的滑动,而氢键和范德瓦力太弱,不能阻止滑动。因此稳定的共价交联使织物具有从以后的形变中恢复的倾向并返回到交联引入时的状态。分子内的相互作用是无效的,而分子间的交联可增加弹性恢复。折皱回复性的提高是随形成的交联而变的,而与交联剂的化学结构无关,即使它的官能度大于2。     

纤维素改性及其应用研究进展

纤维素是一种来源广泛、可生物降解和再生的天然聚合物。但是,其结构稳定,难溶于大多数溶剂,阻碍了纤维素产品的开发应用。纤维素改性不仅能有效提升其溶解性能,而且还可以丰富其应用性能,是目前推动纤维素应用的主要途径之一。为此,本文主要从纤维素改性的技术方法、已有改性纤维素的研究(包括酯类纤维素、醚类纤维素和接枝纤维素等)及其应用等方面进行综述,为纤维素改性的深入研究提供了有益的参考,推动纤维素的高值化利用。     

再生纤维素纤维溶剂体系的发展

纤维素具有较高的结晶度,且分子间与分子内存在大量的氢键,使其很难溶于一般溶剂,在一定程度上制约了再生纤维素纤维工业的发展,因此需要研究开发适用于纤维素的新溶剂体系。文章对再生纤维素的溶剂种类进行了介绍,重点介绍了水溶剂体系、离子液体体系、NMMO、高浓无机盐法生产再生纤维素纤维的最新研究进展。     

棉织物的改性纤维素纳米晶抗皱整理

通过漆酶/TEMPO体系将纤维素纳米晶(CNC)上的羟基氧化成醛基,与吉拉尔特试剂T(GT)发生席夫碱反应,制得阳离子化纤维素纳米晶(CNC-GT);再将CNC-GT与1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)、壳聚糖(CS)复配,并将其应用于棉织物的抗皱整理。研究了CNC-GT/BTCA和CNC-GT/CS/BTCA复配对棉织物折皱回复角、力学性能、白度、染色性能以及耐水洗性能的影响。结果表明,与BTCA抗皱整理效果相比,CNC-GT与BTCA复配可将织物强力保留率提高6%,而CNC-GT/CS/BTCA复配可将织物强力保留率提高13%,折皱回复角提高31°。CNC-GT/CS/BTCA整理织物染色性能得到改善,耐水洗性能良好,且对织物白度没有影响。     

纤维素新溶剂体系

二烃基酰胺溶剂和尿素溶剂: 除二甲基甲酰胺/氯化锂(DMF/LiCl)体系可用作纤维素溶剂之外,还发现N—甲基吡咯烷酮/氯化锂(NMP/LiCl)体系也能溶解纤维素。这类溶剂属于纤维素生成络合物而溶解,其溶液状态经核磁共振光谱分析,证明存在有三种不同的结构形式(图1)。NMP/LiCl与DMA/LiCl溶剂体系相比,二者的区别在于前者所溶解的纤维素溶液粘度较高。我们在研究中发现,如果氯化锂换成溴化锂,也能实现纤维素的溶解,但所必需的溴     

人造纤维素织物的酶整理

Lyocell是溶纺纤维素纤维的普通名称,它是利用木浆从封闭胺氧化物溶剂中纺出的一种新型纤维。酶处理前在其表面可看到明显的松散纤维缠绕,其截面呈不规则的锯齿状。 除了纤维素酶对β1—4葡萄糖甙键的专一性外,再生和化学改性纤维素也都对纤维素水解敏感,但对一给定被作用物,纤维素酶的活性取决于影响因素的多少,如非纤维素木浆衍生物的数量、聚合度、结晶形式和结晶度、纤维素上化学取代物的类型和数目等等。纤维素酶需要一种非结晶聚合物表面,以便接近β1—4葡萄糖成键。高结晶度（尤其是Ⅱ型纤维素）或被化学取代的纤维素对纤维素酶的水解不太敏感。     

预处理对纤维素在氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺体系中溶解行为的影响

采用乙二胺、N,N-二甲基乙酰胺以及加少量高锰酸钾的N,N-二甲基乙酰胺分别对纤维素进行活化预处理,发现预处理后纤维素的聚集态结构发生变化,结晶结构被部分破坏,在氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺体系中的溶解性显著改善。在不使用任何催化剂的条件下,纤维素与酰化试剂可以在氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺体系中进行均相反应,产物取代度高。     

制备Lyocell纤维用纤维素浆粕的碱性酶处理工艺

为提高Lyocell纤维制备过程中纤维素的溶解效率和溶液稳定性,分别改变碱性酶处理Lyocell纤维用纤维素浆粕的时间和用量,研究其对浆粕相对分子质量和可及度的影响,并对处理工艺进行优化。结果表明:酶处理后纤维素晶型没有受到破坏,仍是典型的纤维素I型构象;当酶用量为4 000 mL/t,增加处理时间至60 min时,纤维素浆粕的聚合度降为430并趋于稳定;当处理时间为60 min,增加酶的用量至2 000 mL/t时,纤维素浆粕的聚合度由520降低至约430,相对分子质量分布变窄;经过纤维素酶处理后纤维素浆粕的可及表面积有所增加,但晶体结构未发生变化,纤维素酶主要是作用于纤维素分子的无定形区和结晶表面较差有序部分。