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.     

[AMIM]Cl为溶剂的纤维素溶液流变性能

 以离子液体氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑（[AMIM]Cl）为纤维素溶剂,制备3种不同质量分数的纤维素溶液,测定纤维素溶液在不同条件下的静态及动态流变性能,分析实验数据,计算溶液的黏流活化能 及结构黏度指数 。静态流变结果表明,实验范围内的纤维素溶液均为假塑性流体,表观黏度、剪切应力、结构黏度指数均随温度升高而下降,当温度达到100℃,溶液表观黏度趋于恒定。动态流变结果表明：该体系的损耗模量和储能模量随溶液质量分数的增加而增大,随温度的升高而减小;损耗模量和储能模量的曲线都有1个交点,交点前粘性效应占优,交点后弹性效应占优。     

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.     

[AMIM]Cl为溶剂的纤维素溶液的流变性能

以离子液体氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑([AMIM]Cl)为纤维素溶剂,制备3种不同质量分数的纤维素溶液,测定纤维素溶液在不同条件下的静态及动态流变性能,分析实验数据,计算溶液的黏流活化能Eη及结构黏度指数Δη。静态流变结果表明,实验范围内的纤维素溶液均为假塑性流体,表观黏度、剪切应力、结构黏度指数均随温度升高而下降,当温度达到100℃,溶液表观黏度趋于恒定。动态流变结果表明:该体系的损耗模量和储能模量随溶液质量分数的增加而增大,随温度的升高而减小;损耗模量和储能模量的曲线都有1个交点,交点前黏性效应占优,交点后弹性效应占优。     

纤维素/离子液体溶液流变行为的研究

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[BMIM]Cl）为溶剂,制备了不同质量分数的纤维素/[BMIM]Cl溶液,利用ARES-RFS旋转流变仪研究了溶液的稳态流变行为,讨论了剪切速率、温度和纤维素含量等因素对溶液粘度和非牛顿指数的影响。结果表明：纤维素/[BMIM]Cl溶液属于非牛顿假塑性流体,呈现切力变稀行为;溶液的表观黏度随着剪切速率的升高而降低;随着温度的升高,溶液的结构黏度下降,而非牛顿指数增加;纤维素含量的增加可使溶液的结构黏度、零切黏度和黏流活化能增大,使非牛顿指数降低。     

马铃薯果胶流变特性的研究

以马铃薯果胶(potato pectin extracted by chelating agent,PPCH)为研究对象,研究果胶溶液质量分数、剪切速率、温度、pH、金属离子等因素对马铃薯果胶流变学特性的影响。研究表明,PPCH溶液的黏度随溶液质量分数上升而增加。随着剪切速率的增大,PPCH溶液黏度下降,剪切变稀现象随着果胶质量分数的增加而更加明显,属于非牛顿流体。PPCH溶液流体行为受温度的影响。在剪切速率为50 s^-1时,温度10~47℃为时,PPCH溶液黏度随着温度升高而急速下降;温度为47~65℃时PPCH溶液黏度随着温度升高而缓慢波动,较难以用Arrhenius方程加以解释;温度为65~80℃时,PPCH溶液黏度随着温度升高而缓慢下降。在剪切速率为100、500 s^-1时,PPCH溶液黏度随着温度升高而缓慢下降。温度为10~47℃时,PPCH溶液活化能与剪切速率有较大的相关性,而温度为47~80℃时,活化能与剪切速率相关性较小。pH值对PPCH溶液流动性能有较大的影响。随着pH的升高,果胶溶液的黏度呈先增加后减小的趋势,在pH 4.0时,果胶溶液黏度最低,流动性最差。二价金属离子(Ca^2+、Mg^2+)可提高PPCH溶液的黏度,Ca^2+对于PPCH溶液黏度的增加幅度明显高于Mg^2+。     

低浓度海藻酸钠的流变性及影响因素研究

目的:研究低浓度海藻酸钠的流变性及影响因素;方法:以低浓度海藻酸钠溶液为研究对象,考察其流变性能及浓度、剪切速率、pH值、温度、搅拌时间对溶液黏度的影响;结果:低浓度海藻酸钠溶液的黏度随浓度的增大而增加;其溶液黏度随剪切速率的增大而减小,表现出切力变稀行为;在酸性条件下海藻酸钠溶液的黏度随pH值的升高而下降;当pH值大于6.62时海藻酸钠溶液的黏度基本保持不变;其黏度先随温度的升高呈现波动性变化,随温度的升高先减小,在70℃左右出现极小值后再增大;低浓度海藻酸钠溶液黏度随搅拌时间的增加,均有不同程度的上升.     

羧甲基酸解淀粉的制备及特性表征

通过酸解醚化复合变性方法制备了羧甲基酸解淀粉(CMAS),探讨了水分含量、氯乙酸用量、氢氧化钠用量、温度、时间对取代度(DS)和反应效率(RE)的影响,对产物进行了FTIR、XRD、SEM、TG分析,研究了其黏度与pH和盐质量分数的关系。结果发现,在nNaOH/nAGU=2.835,nMCA/nAGU=1.39,V水/V乙醇=0.11,温度为50℃,时间为3h的条件下,羧甲基酸解淀粉的取代度达到0.8052,反应效率为57.92%,颗粒大小在5~10μm;黏度随pH的下降而降低,随NaCl质量分数的升高而下降,达到0.6%时溶液黏度下降到4.37 mPa.s,下降了46.31%。     

纤维素/氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺溶液的流变性能

为探究纤维素溶液流变性能对其静电纺丝可纺性的影响,研究了纤维素/氯化锂(LiCl)/N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)溶液的稳态流变性能和动态流变性能,并在此基础上进行静电纺丝。结果表明:纤维素/LiCl/DMAc溶液为假塑性流体,溶液的表观黏度、稠度系数、结构黏度指数均随着温度的升高而减小,随着纤维素质量分数的增加而增大,而非牛顿指数的变化规律则相反;20～60℃温度下,质量分数为2.5%和3.0%的纤维素/LiCl/DMAc溶液的非牛顿指数更接近1,具有较稳定的流变性能,且结构黏度指数较小,更易进行纺丝操作;室温下,质量分数为3.0%的纤维素/LiCl/DMAc溶液更适宜进行静电纺丝。     

基于棉秆的离子液体溶解及其全纤维素复合材料的制备与性能研究

采用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐{[BMIM]Cl}溶解棉秆纤维(CSF)制成溶剂,将棉秆皮纤维作为增强材料与所制得的溶剂复合制备全纤维素复合材料(ACC)。考察了温度、纤维素质量分数对纤维素/[BMIM]Cl体系黏度和复合材料力学性能的影响。采用偏光热台显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、FT-IR对棉秆纤维的溶解及复合材料结构进行表征。结果表明:在同一温度下,纤维素/[BMIMI]Cl体系黏度随着纤维素质量分数的增加呈现剧增趋势;在同一质量分数下,其黏度随着温度的升高呈下降趋势。当温度为105℃、纤维素溶液质量分数为8%时,全纤维素复合材料的拉伸强度达到最大值,为45.23 MPa。     

纤维素氨基甲酸酯溶液制备工艺研究

研究纤维素氨基甲酸酯(CC)溶液的制备工艺及其稳定性。结果表明:在-5~5℃条件下,用聚合度为350~632的纤维素浆粕合成含氮量为2.34%~3.56%的CC能很好地溶解在质量浓度为2.25~3.0 mol/L的氢氧化钠溶液中,形成淡黄色透明溶液。该溶液经过渗透处理,不仅实现了纺丝液中CC与NaOH质量比≥1的要求,且溶液的黏性、稳定性都有所提高,可直接用于纺丝。通过研究发现,尿素、氯化铝及氯化锌在一定范围内对CC有助溶作用。     

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10～12h,溶液可纺性良好．这种溶液在温度为40℃的含H₂SO₄（150g/L）、Na₂SO₄（200g/L）、AI₂（SO₄）₃（50g/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．     

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。     

碱预处理对慈竹机械浆酶解的影响

以慈竹机械浆为研究对象,分别采用NaOH和NaOH加H2O2两种方法对原料进行预处理,考察预处理条件对酶解还原糖产率的影响。得到NaOH最佳预处理条件为:预处理温度90℃、固液比1∶5g/mL、时间2h、NaOH用量12%(g/g绝干)。在此最佳条件下,慈竹机械浆半纤维素保留率为87.92%、纤维素保留率为90.29%、木质素脱除率为43.24%;在pH4.8、加酶量20FPU/g预处理后底物、反应温度50℃的条件下酶解24h,还原糖产率为30.36%。扫描电镜观察显示,经碱性预处理过的慈竹机械浆变得粗糙而多孔,增加了纤维素酶的吸附位点,酶解速率加快。     

交联木薯淀粉的干法制备及其性能研究

为了提高交联淀粉的生产效率,以木薯淀粉为原料,三偏磷酸钠为交联剂,采用机械活化辅助干法制备了交联木薯淀粉。以沉降积为评价指标,考察了三偏磷酸钠用量、氢氧化钠用量、反应温度、反应时间、球磨介质堆体积、转速对交联反应的影响。在单因素实验基础上,采用正交试验优化了工艺条件,并对交联木薯淀粉的理化特性和结构进行了表征与分析。结果表明,干法制备交联木薯淀粉的最佳工艺条件为:三偏磷酸钠用量4%,氢氧化钠用量2.5%,反应温度40℃,反应时间60 min,转速380 r·min-1,球磨介质堆体积500 mL,在此条件下制备的交联木薯淀粉沉降积为1.52 mL;FTIR、XRD、SEM进一步证实木薯淀粉发生了交联反应。随着木薯淀粉交联度的增大,木薯交联淀粉较原淀粉透光率、膨胀度、溶解度下降,凝沉性增强,更适应食品工业的发展。     

萱藻褐藻胶的提取及流变学特性的研究

以萱藻为原料,采用碱提法提取褐藻胶,探讨萱藻褐藻胶的最佳漂白工艺条件以及褐藻胶溶液的流变学特性。实验结果表明:用次氯酸钠做漂白剂,每600mL滤液加3mL有效氯浓度为4%的次氯酸钠溶液,即3:600,pH10.5左右,漂白时间40min,漂白温度35℃,能够得到较满意的漂白效果;萱藻褐藻胶溶液粘度随剪切速率的增加而降低,是假塑性流体,具有触变性;褐藻胶溶液具有粘弹性,在低频率区域体系以粘性为主,高频率区域体系以弹性为主;此外,温度、溶液质量分数、盐、蔗糖也会影响褐藻胶溶液的粘度。     

中空聚酯短纤维耐碱性及其力学性能分析

为了分析中空聚酯短纤维与天然纤维纤维混纺织物进行碱精练加工的可行性,研究了氢氧化钠质量浓度、处理时间和温度对纤维中空结构与失重率的影响,并分析了失重率与力学性能之间的关系。研究结果表明,氢氧化钠处理条件控制适当,聚酯纤维的中空结构不会受到显著破坏,其耐碱性基本可以满足天然纤维素纤维碱精练加工的要求;氢氧化钠质量浓度、处理温度和时间对纤维失重率均有显著的影响,其中处理温度的影响最大;断裂强力随失重率的增大而逐渐降低,失重率超过6%时尤为显著。     

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。