利用蔗渣制备高取代度羧甲基纤维素钠的研究

以蔗渣为原料,经NaOH／H2O2水溶液体系预处理后,得到蔗渣纤维素。以氯乙酸钠为醚化剂,以85％乙醇水溶液为介质,经一次碱化、二次醚化反应后,制得了取代度（DS）为1．32的羧甲基纤维素钠（CMC）。利用红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（xRD）、热重分析（TGA）和扫描电镜（sEM）等分析测试手段,对制得样品的结构进行表征,并研究了羧甲基纤维素钠样品的粘度性能。     

高取代度羧甲基小麦淀粉制备工艺的优化及表征

摘 要：以小麦淀粉为原料,以氯乙酸作为醚化剂,采用两次加碱法制备了高取代度的羧甲基小麦淀粉。以4.05g淀粉为基准,采用正交实验对反应条件进行了优化,得到的最佳工艺条件为：水用量6mL,无水乙醇用量60mL,氯乙酸与淀粉摩尔比1.4,氢氧化钠与氯乙酸摩尔比1.8,碱化用氢氧化钠百分比70%,碱化温度35～40℃,碱化时间0.5～1h,醚化温度50～55℃,醚化时间2～3h,在此条件下制得了取代度高达1.21的羧甲基小麦淀粉。     

木薯羧甲基淀粉的机械活化固相化学法制备、表征及其特性

以木薯淀粉为原料,氯乙酸钠为醚化剂,氢氧化钠为催化剂,采用机械活化固相化学反应法制备羧甲基淀粉。以取代度为评价指标,通过单因素和正交试验设计优化确定最佳制备工艺,采用傅里叶红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR）、X-射线衍射（x-ray diffraction,XRD）、扫描电镜（scanning electron microscope,SEM）对羧甲基淀粉的结构进行表征,并考察羧甲基淀粉的理化特性。结果表明,最佳工艺参数为淀粉与氯乙酸钠物质的量比1∶1、反应温度50?℃、反应时间1.5?h、氢氧化钠溶液质量分数18.8%、搅拌速率380?r/min、球磨介质堆体积500?mL,在此条件下制备的羧甲基淀粉取代度为0.540?1。FTIR、XRD、SEM检测进一步证实木薯淀粉发生了羧甲基化反应。理化特性结果显示,羧甲基淀粉的黏度升高,溶解度增大,吸水性、保水性、冻融稳定性、抗酸碱性、抗酶解性等均得到较好的提高。     

纳米零价铁-微纤化纤维素复合材料的制备及在造纸废水深度处理中的应用

以微纤化纤维素作为天然高分子载体,通过原位液相化学还原反应负载零价铁制备得到了纳米零价铁-微纤化纤维素(NZVI-MFC)复合材料。通过红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和热重分析仪(TGA)来表征NZVI-MFC复合材料并研究其耐热性能,同时,将NZVI-MFC复合材料应用于造纸废水深度处理,探讨了NZVI-MFC复合材料添加量和废水初始pH值对废水处理效果的影响。结果表明,NZVI通过原位化学反应均匀负载到MFC基材上,在废水深度处理最佳条件下,造纸废水的COD_Cr和色度总去除率分别达到78.4%和90.7%。     

废纸基纤维素纳米晶的制备与表征

以废纸为原料,采用传统硫酸法制备纤维素纳米晶(CNCs),并优化其工艺条件;采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)、透射电子显微镜(TEM)及扫描电子显微镜(SEM)研究了废纸基纤维素纳米晶(SCNCs)的结构与性质。在最佳工艺条件(硫酸浓度60 wt%、水解温度50℃、水解时间90 min)下,SCNCs的得率为41.2%,呈典型的纤维素Ⅰ型结构,结晶度为77.6%;与原料相比,几乎不存在杂峰;SCNCs为棒状结构,长约142.87 nm,直径约9.67 nm。探讨了回收硫酸溶液再次用于制备CNCs;结果表明,首次回收硫酸制备的废纸基纤维素纳米晶(SCNCsH)得率为39.9%,结晶度为78.6%。     

An Aqueous Alcoholic-Alkaline Process for Cationization of Corn and Pea Starches

To develop a more efficient process for cationization of corn and pea starches, the effects of gelatinization inhibitor, type of solvent and solvent concentration, starch: water ratio, reaction temperature and 2-chloro-3-hydroxypropyltrimethylammonium chloride (CHPTAC) concentration on rate and efficiency of cationization of corn und pea starches in an aqueous alcoholic-alkaline solvent were studied during 24h of reaction time. The use of watermiscible organic solvents in the aqueous alkaline media eliminated the requirement for a gelatinization inhibitor to minimize starch swelling. The alcohol concentrations which produced high reaction efficiencies were 35-75% ethanol or 2-propanol. Optimum conditions for the reaction included 65% ethanol, 50°C and a starch:water ratio of 1:1 (w/w). The degree of substitution (DS) value increased linearly with CHPTAC concentration up to O,2M CHPTAC, but reaction efficiency (RE) decreased at the O,2M CHPTAC concentration. Cationization of starch in the aqueous alcohol solvent would be an alternative to aqueous processes because of the higher DS and reaction efficiencies that were achieved more rapidly and without the aid of other gelatinization inhibitors.     

交联淀粉微球的阳离子化改性研究

以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵GTA为醚化剂与交联淀粉微球CSMs反应制备阳离子淀粉微球,探讨影响取代度和反应效率的因素,用FT-IR、SEM、XRD、DSC对产物进行表征。阳离子淀粉微球保持了CSMs的圆整形态,但粒径略有增大,分散性能更好。醚化反应进一步破坏了淀粉分子间的氢键作用,阳离子淀粉微球结晶度更加降低,孔隙度变得更大。     

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。     

酶催化木薯淀粉表面松香酸酯化改性及表征

以木薯淀粉为原料,松香酸为酯化剂,氯仿为溶剂,以液态脂肪酶为催化剂,在两相体系中直接在原木薯淀粉表面进行酯化修饰合成松香淀粉酯(RAS),并利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、电子扫描显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、热重差分析(TGA)、接触角、乳化能力及乳化稳定性等对RAS的结构及理化性能进行分析。结果表明:与原淀粉相比,FT-IR谱图中RAS在1728 cm-1附近出现羰基特征峰,SEM图中RAS表面的酯化斑点表明木薯淀粉表面成功接上了松香酸基团;XRD和TGA结果显示木薯淀粉经松香酸修饰后结晶度下降;对比原木薯淀粉,RAS(DS=0.0502)的接触角提高了63.40%,乳化能力、乳化稳定性分别由原木薯淀粉的1.53%、1.50%,提高至31.91%、23.08%。且随着DS的升高,RAS疏水性能及乳化性能也随之提高。     

蔗渣纤维在离子液体中丁二酰化的研究

以蔗渣为原料、离子液体(氯化1-丁基-3-甲基咪唑)为溶剂、丁二酸酐为酰化剂合成了丁二酰化蔗渣。考察了反应时间、酸酐用量、反应温度对丁二酰化蔗渣产率的影响。结果表明,在反应温度为100℃,酸酐与蔗渣的质量比为3:1(w/w)、反应时间为90min时产率最高。采用FT-IR、DSC/TGA、固体CPMAS13C-NMR和XRD对丁二酰化蔗渣进行表征,发现蔗渣木质纤维纤维素C2、C3、C6位置上的羟基发生了酯化反应;酯化反应后,蔗渣的热稳定性降低。     

十六烷基羧甲基淀粉醚的挤压法制备及其性质的研究

以羧甲基淀粉为原料,溴代十六烷为醚化剂,NaOH为催化剂,利用双螺杆挤压机在干法挤压条件下制备了一种高碳疏水基团的十六烷基羧甲基淀粉醚。探讨了醚化剂用量、螺杆转速、机筒温度、物料水分及碱用量对产品乳化性的影响,利用紫外分光光度计、红外光谱分析仪、粒度仪等对不同取代度(0、0.025 6、0.049 5、0.058 0、0.0701)的十六烷基羧甲基淀粉醚的结构和表面活性、乳液粒径等进行了表征比较。红外光谱图在2 960~2 850 cm~(-1)处产生了吸收峰,-OH的伸缩振动变得弱而平缓,这是因为淀粉中羟基基团进一步被取代所导致,说明溴代十六烷的长碳链已接入淀粉分子;与原淀粉相比,产物的表面张力减小,且随着产物溶液质量分数的增大表面活性越大;随着醚化取代度的增加,乳状液的平均粒度逐渐减小,从粒径分布可以证明羧甲基淀粉疏水化后乳化性明显得以改善;当淀粉接入长碳链疏水基团后,十六烷基羧甲基淀粉醚的水溶性降低。     

壳聚糖山梨酸酯的合成、表征及抑菌活性研究

通过2步反应合成了壳聚糖山梨酸酯。第1步,山梨酸在氯化亚砜中回流制备山梨酰氯;第2步,壳聚糖与山梨酰氯在甲烷磺酸的催化下酯化合成了壳聚糖山梨酸酯衍生物。采用红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1H NMR)对衍生物的结构进行了表征。结果表明,壳聚糖的羟基与山梨酰氯发生了取代反应,其氨基仍以游离形式存在。在不同的反应物比例下,制备了取代度(DS)分别为0.44、1.21、1.93的3种衍生物,抑菌实验的结果显示:取代度为1.21的壳聚糖山梨酸酯对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和黑曲霉抑制作用最强,最小抑菌浓度分别为0.125,0.125和0.5 g/L。壳聚糖山梨酸酯的抑菌活性远高于壳聚糖,具备作为防腐剂在食品中应用的基础。     

嵌段共聚型固着剂的合成及其对溶解与胶体物质的聚集行为

利用可逆加成断裂链转移（RAFT）聚合法合成了一种新型的固着剂聚丙烯酰胺 b-聚二烯丙基二甲基氯化铵嵌段共聚物（P（AM-b-DADMAC））,通过傅里叶红外光谱（FT-IR）、核磁共振氢谱（1H-NMR）和体积排阻色谱(SEC)等检测手段对聚合物的结构进行了表征,并利用浊度法和聚焦光束反射测量仪（FBRM）考察了该聚合物对未漂热磨机械浆白水中溶解物质与胶体物质（DCS）的聚集行为。结果表明,采用RAFT方法可成功合成结构可控、分子质量分布较窄的嵌段共聚物P(AM-b-DADMAC)。与均聚物聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDADMAC）相比,由于P(AM-b-DADMAC)具有特殊的化学结构和物理性质,其对溶解物质（DS）和胶体物质（CS）的处理效果均要好于PDADMAC。     

阳离子淀粉与硒化淀粉混合对淀粉基仿生谷胱甘肽过氧化物酶催化活性的影响

为了提升淀粉基仿生谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）的催化活力,采用木薯淀粉（CS）制备的硒化淀粉（SCS）和阳离子淀粉（CCS）进行混合,获得含催化中心和底物识别位点的目标淀粉（SCS/CCS）。首先,采用辛烯基琥珀酸酐、硒氢化钠和2,3-环氧丙基三甲基氯化铵分别对CS进行改性制备SCS和CCS;通过核磁共振波谱仪（1H NMR）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、X射线衍射仪（XRD）、同步热分析仪（TG）和扫描电子显微镜（SEM）等手段对改性后的样品进行表征;最后以氮和硒物质的量比为变量,考察SCS与CCS的混合对GPx催化活力的影响。结果表明,与CS相比,硒含量为11.35 μg/g的SCS的1H NMR图谱在化学位移0.6~2.5之间出现了辛烯基琥珀酸酯分子链上质子的信号峰;SCS的FT-IR谱图与CS FT-IR谱图相似,但羟基（3300 cm?1）和结合水（1639 cm?1）特征峰的强度降低,表明SCS的合成过程消耗了CS骨架上的羟基,并提高了CS的疏水性;CCS的1H NMR图谱上3.22 ppm处出现季铵基的特征峰,同时,CCS的FT-IR谱图在1483 cm?1处出现了归因于季铵基C?N拉伸振动的特征峰,表明阳离子基团季铵基已成功修饰于CCS骨架上;与CS相比,SCS和CCS的颗粒形状无明显变化,但颗粒表面粗糙,表明改性反应主要发生在淀粉颗粒的表面;CS、SCS和CCS的XRD花样和失重曲线无明显差别,说明反应未显著影响淀粉的结晶结构和热稳定性。当SCS/CCS中氮和硒物质的量比为1200时,其在4-硝基苯硫酚+枯烯过氧化氢（NBT+CUOOH）、3-羧基-4硝基苯硫酚+氧化氢（TNB+H₂O₂）、NBT+CUOOH和NBT+H₂O₂反应体系中的GPx催化活力分别为13.94、11.25、12.91、10.87 μmol/min,比SCS分别提高了22.1%、25.8%、17.5%、19.6%。本研究为构建高催化活性的淀粉基仿生GPx提供了简单方法。     

超声辅助硫酸水解法制备银杏果壳纳米纤维素及其特性表征

为充分利用银杏的工业生产副产物,以银杏果壳为原料,采用超声辅助硫酸水解法制备银杏果壳纳米纤维素（nanocrystalline cellulose isolated from ginkgo nut shell,NCC-GNS）。通过单因素实验研究了硫酸质量分数、反应温度和反应时间3个因素对NCC-GNS得率的影响,并应用正交试验进行优化,获得NCC-GNS的最佳制备条件。以常规硫酸水解法（未加超声辅助）制备的纳米纤维素（nanocrystalline cellulose,NCC）为对照,通过扫描电镜（scanning electron microscopy,SEM）、透射电镜（transmission electron microscopy,TEM）、Zeta电位和动态光散射（dynamic light scattering,DLS）、X-射线衍射（x-ray diffraction,XRD）、傅里叶变换红外光谱（fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR）、热重（thermogravimetric analysis,TGA）等分析超声辅助处理对NCC-GNS的影响。结果表明:超声功率120 W时,制备NCC-GNS的最佳条件为硫酸质量分数48%、反应温度60 ℃、反应时间25 min,最优条件下NCC-GNS得率为37.01%;超声辅助和常规硫酸水解法制备的NCC-GNS均为长棒型,尺寸无明显差异,超声辅助制备的NCC-GNS长度和直径的分布范围相对集中,长度80～180 nm、直径3.5～5.5 nm;超声辅助制备的NCC-GNS结晶度为88%,高于常规硫酸水解的75%;两种方法制备的NCC-GNS均具有较低的Zeta电位和有良好的热稳定性。综上,超声辅助硫酸水解法制备的NCC-GNS得率较高,获得的NCC-GNS结晶度高、热稳定性好,在生物质复合材料领域表现出良好的应用前景。     

漆酶/天然介体体系漂白硫酸盐竹浆的机理研究

对硫酸盐竹浆包含漆酶/天然介体漂白段的全无氯(TCF)漂白各段的残余木素进行了GPC、TGA、FT-IR、1H-NMR和t3C-NMR分析,主要探讨漆酶/天然介体体系(LMS)漂白的机理.分析表明,随漂白的进行,竹浆残余木素的总体变化趋势为分子质量降低;经LMS处理后,竹浆残余木素的热稳定性变差,更易在较低温度下热解;竹浆木素为GSH型,结构单元以G为主,苯丙烷单元之间的连接以β-O-4′为主,此外还有β-1′和β-5′连接.原浆木素中的羟基以酚羟基为主,苯丙烷单元中S的含量(以物质的量计,下同)少于1/3;O段残余木素中,脂肪族羟基比酚羟基多,且有少量-COOH、-OCH3被脱除,苯丙烷单元中G＞H＞S;LMS段残余木素中的羟基以脂肪族羟基为主,S单元含量增加,H单元含量减少,争1′连接增加,β-5′连接很少.     

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.     

Physicochemical,tensile, and thermal characterization of new natural cellulosic fibers from the stems of Sida cordifolia

Natural fibers are the one worthy substitute for replacing synthetic fibers and used as a polymer reinforcement due to their eco-friendly nature. This investigation deals with the newly identified Sida cordifolia fibers (SCFs) characterized by chemical analysis, single fiber tensile test, thermogravimetric analysis (TGA/DTG), Fourier transform-infrared spectroscopy (FT-IR) analysis, X-ray diffraction (XRD), and atomic force microscopy (AFM). The chemical constituents of SCFs contains cellulose (69.52%), hemicellulose (17.63%), and lignin (18.02. %). The SCFs are thermally stable up to a temperature of 338.2°C evidenced by TGA analysis. The X-ray diffraction confirmed that SCFs were rich in cellulose fraction with a crystallinity index of 56.92%.     

不同酰基改性淀粉结构及热稳定性研究

本文用不同链长酸酐对G50玉米淀粉进行化学改性获得酯化淀粉。利用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、X-射线衍射仪、小角X-射线散射仪及热失重分析仪表征酯化淀粉的表面形貌、分子结构、结晶结构、有序微区结构以及热性能。结果表明,酸酐碳链越长,取代反应程度越低;酯化淀粉颗粒呈碎片状,丁酸酯淀粉(DS=1.38)和己酸酯淀粉(DS=1.37)易聚集成团;酯化淀粉整体呈现无定型态,高取代度乙酸酯淀粉内部有序微区破坏程度最大,取代度相近时,酸酐碳链越长,对应的酯化淀粉存在周期性长程有序结构;相比于原淀粉,酯化淀粉的热稳定性得到增强,且当酸酐添加量相同时,随着酸酐碳链的增加,酯化淀粉的热稳定性增强程度呈下降趋势。以上结果可为完善酯化淀粉应用提供参考。     

纤维素醋酸酯和聚乳酸接枝共聚物的结构与热性能研究

纤维素熔融纺丝技术是纤维素纤维加工的新思路.以二醋酸纤维素(CDA)为接枝骨架,L-丙交酯(L-LA)为接枝单体,在辛酸亚锡(Sn (Oct)2)的催化下,通过L-LA的开环聚合反应,合成了纤维素醋酸酯和聚乳酸的接枝共聚物(CDA-g-PLAs),并利用FT-IR、 1H-NMR、DSC、和TG-DTG对其结构和热性能...