NaOH-尿素体系中纤维素季铵盐衍生物的均相合成与表征

在NaOH-尿素体系中,以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CHPAC)为醚化剂,纤维素本体为原料,均相合成了纤维素季铵盐衍生物(QC)。以QC中季铵盐的取代度作为考核标准,探讨了QC在合成过程中的影响因素,并优化出最佳合成条件: 反应温度25℃,纤维素浓度3%(以纤维素在NaOH-尿素中的质量分数计),醚化剂用量15∶1(以CHPAC与葡萄糖糖苷元的摩尔比计),反应时间12 h。利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、氢核磁共振光谱(1H-NMR)、热重分析仪(TGA)和X射线衍射分析仪(XRD)对QC的化学结构及物理性能进行表征。     

纤维素硫酸酯水溶液性质的研究

本文以α-纤维素为原料,ClSO_3H-DMF为酯化剂,采用多相硫酸酯化法制备纤维素硫酸酯(Cellulose Sulfate,CS)。通过元素分析确定了CS的硫酸酯基取代度为2.0左右,13C-NMR测试表明,CS的硫酸酯基取代模式是C-6完全硫酸酯基取代和C-2部分或完全取代。CS在去离子水中具有良好的溶解性。根据相近取代度的CS系列产物的分子量与特性粘度的关系,通过Mark-Houwink拟合,确定了CS的糖链在稀溶液中呈现一种较为紧密的构象。在浓溶液中,CS的动力粘度随浓度增加而增大;外加盐能够促进CS聚电解质的电荷排斥作用,导致其动力粘度增加;添加二价盐Ca~(2+)可产生CS糖链的络合,显著提高CS的动力粘度;溶液pH环境为影响CS动力粘度的主要因素之一,在中性条件下动力粘度最大,酸性或碱性环境都会使其动力粘度下降。     

羟乙基纤维素水溶液粘度特性的研究

在本实验中,羟乙基纤维素(HEC)的水溶液为剪切变稀的非牛顿流体.其表观粘度随溶液浓度非线性增大,表明在该水溶液中除HEC分子主链间有相互作用外,还存在较少量的HEC分子侧链间的弱缠结;其水溶液的特性粘度为0.9488.在HEC水溶液达到初始粘度后,最初HEC分子链由于受到水分子的较大作用而造成粘度急剧下降.随之,HEC分子链间的作用与HEC与水分子间的相互作用会产生一个暂时平衡,使其溶液的粘度趋于平稳.其后,HEC分子链的运动加速,同时水分子与HEC链间较强的相互作用破坏了HEC分子侧链的缠结,使溶液体系的粘度进一步下降直到趋于平衡.     

Structure Elucidation of Hydroxypropyl Cellulose Homogenously Prepared from NaOH/Urea Aqueous Solution

Hydroxypropyl celluloses (HPC) were homogenously synthesized by the reaction of cellulose with propylene oxide in NaOH/urea aqueous solution.Water-soluble HPC with molar degree of substitution (MSNMR) in the range of 0.52～ 0.78 was prepared from microcrystalline cellulose,cotton linters,and spruce sulfite pulp.The structure of the HPC samples was characterized by means of FT-IR,NMR,gas chromatography (GC),and size exclusion chromatography (SEC) analyses.Three types of cellulose samples with different molecular weights were found to dissolve well in the NaOH/urea solvent with no obvious differences in reactivity and regioselectivity.The relative reactivity of hydroxyl groups in the glycosyl unit was in the following order:O-6 ＞ O-2 ＞O-3.In addition,the results of the study indicated that the tandem reaction during hydroxypropylation could be ignored.     

室温离子液体AmimCl中纤维素的降解与均相衍生化

探讨了纤维素在离子液体中的溶解，发现在室温离子液体AmimCl中纤维素发生一定程度的降解，纤维素聚合度由1276．6降低至933．8。通过纤维素均相衍生化反应发现，无需添加任何催化剂，纤维素在室温离子液体AmimCl中即可与PA发生均相衍生化反应，纤维素的取代度随反应时间、酸酐用量、反应温度的提高而提高。FT-IR和固体CP／MAS^13C-NMR分析表明，反应后的纤维素衍生物中富含羧基。研究还发现，纤维素在C6、C2和C3位置的游离羟基均参与了化学反应。     

纤维素衍生物及纳米晶自组装制备功能材料的研究进展

自组装技术具有原理简单、操作便捷、易于调控等优点,在纤维素衍生物及纳米晶功能材料,包括药物缓释、电极柔性膜、电池、电容器等制备中得到了广泛应用。本文针对多种纤维素衍生物,如羧甲基纤维素（CMC）、羟乙基纤维素（HEC）和羟丙基甲基纤维素（HPMC）和纳米纤维素（纤维素纳米晶体（CNC）、纤维素纳米纤丝（CNF）、细菌纤维素（BC））自组装制备功能材料的最新进展进行了综述,通过对比制备方法、性质及优缺点,为纤维素自组装新型材料的进一步研发和应用提供参考和指导。     

棉纤维素酯工艺路线研究

本文综合研究并分析了具有不同官能团和功能模式的纤维素衍生物的制备方法,同时也总结评价了可被用来作为均相反应介质的各种溶剂,并举例说明了棉纤维素酯非均相制备方法.另外,总结了这些年来在纤维素衍生化中应用的新试剂,给出了区域选择性酰基化反应的几个最新例子,对今后纤维素科学研究提出了发展的方向.     

不同溶剂溶解制备纤维素溶液及其流变性能

分别采用N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)离子液体(ILS)、二甲基乙酰胺/氯化锂(DMAc/LiCl)、NaOH/尿素(Urea)以及传统的铜乙二胺(CED,铜氨法)和二硫化碳/氢氧化钠(CS2/NaOH,黏胶法) 6种不同的溶剂体系溶解纤维素得到均匀的纤维素溶液,研究相同条件下不同纤维素溶液的稳态和动态流变性能。结果表明,所有纤维素溶液均属于假塑性流体,表观黏度随剪切速率的增大而降低;CED和CS₂/NaOH溶剂体系制得的纤维素溶液加工性能相对较好,但对纤维素大分子的破坏性相对较强;NMMO和ILS溶剂体系制得的纤维素溶液加工性能相对较差,但对纤维素大分子的破坏性相对较小;DMAc/LiCl和NaOH/Urea溶剂体系制得的纤维素溶液的加工性能和对纤维素大分子的破坏性则介于传统溶剂体系(CED及CS₂/NaOH)和新型溶剂体系(NMMO及ILS)之间。     

氢氧化钠-尿素水溶液高温处理对桉木枝桠材纤维酶解性能的影响

本研究利用氢氧化钠-尿素水溶液（氢氧化钠∶尿素∶去离子水=6∶4∶90,质量比）在高温条件下处理桉木枝桠材纤维以求改善其酶解（纤维素酶、木聚糖酶和纤维二糖酶的混合酶）性能。酶解工艺条件为：纤维绝干质量2 g、酶解浓度5%、底物酶用量（以纤维素酶活计）10 FPU/g、酶解转速150 r/min、酶解温度50℃、酶解时间72 h,利用单因素实验探究最佳处理工艺。结果表明,在用碱量（以氢氧化钠计）11%、处理温度140℃、保温时间50 min的条件下,该体系对桉木枝桠材纤维酶解性能的改善效果最佳。在最佳条件下,纤维中苯-醇抽出物、木质素和综纤维素的脱除率分别为64.59%、56.45%和15.20%,同时处理后纤维中酶解总糖含量和总糖转化率分别为50.9%和81.18%,与经热水处理后纤维的上述两项指标相比分别提高了约133.5%。     

离子液体中纤维素氨基甲酸酯的合成

本实验采用有机载体——溴代N-乙基吡啶离子液体（[EPy]Br）,以棉秆和尿素为原料,一步合成纤维素氨基甲酸酯。考察了其影响因素,且以活化时间、反应温度和酯化反应时间的影响较大,从而基于此三因素进行正交实验确定其最佳条件是活化时间为7h,反应温度为150℃,酯化反应时间为3.5h。且在最佳条件下进行实验,可得出酯化产物的含氮量在8%左右。然后由其红外光谱图可知,1714cm-1处酰胺中的羰基峰和3680～3000cm-1处的双峰以及凯氏定氮实验可判定尿素与纤维素进行了酯化反应。     

没食子酸微晶纤维素酯的制备及性能研究

以微晶纤维素、没食子酸为原料,在催化剂的作用下,采用直接酯化法合成没食子酸微晶纤维素酯。在单因素试验的基础上,对合成时间、温度、催化剂用量、没食子酸和微晶纤维素用量比等因素进行正交试验,确定最佳合成条件为：没食子酸和微晶纤维素的反应物配比(GA:MCC)为4:1(m/m)时,以磷钨酸为催化剂,催化剂用量为相对于没食子酸质量的10%,在温度120℃条件下反应10h。产物具有清除烷基自由基、羟自由基、超氧阴离子自由基的能力,其DPPH 自由基清除率达到80% 以上。     

离子液体介质中木薯淀粉琥珀酸酯的均相合成

以离子液体(ILs)1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐(AMIMCl)为反应介质,研究无催化剂条件下木薯淀粉琥珀酸酯的均相合成。实验结果表明,将木薯淀粉在105℃的AMIMCl介质中预处理30 min,可使淀粉溶解,表明可利用这种预处理方法将淀粉均相化,作为后续化学改性的反应介质。通过浊度法测定结果表明,木薯淀粉在105℃的离子液体AMIMCl介质中的溶解度为10.2%。在离子液体AMIMCl介质中,通过探讨反应条件对木薯淀粉酯化产物取代度的影响,得到最佳反应条件为:琥珀酸酐与脱水葡萄糖单元(AGU)的摩尔比4:1,反应温度110℃,反应时间3 h,在此条件下,最大取代度为0.518。FT-IR结果显示在1733 cm-1出现了琥珀酸酐的伸缩振动峰,表明淀粉与琥珀酸酐发生了酯化反应,SEM结果表明,所合成的淀粉琥珀酸酯不存在原淀粉的完整颗粒结构,较高取代度的木薯淀粉琥珀酸酯的XRD曲线在2θ为8°处出现弥散峰,表明形成了新的结晶型式。     

豆渣一锅法均相制备羧甲基纤维素的研究

本研究在均相条件下通过一锅法合成羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose, CMC)。豆渣(soybean dregs, SD)溶解在6%NaOH/4%尿素水溶液得到碱纤维素,一步完成纤维素的提纯和碱化,再以氯乙酸钠为醚化剂制备CMC。经正交实验确定制备CMC的优化反应条件,并对其特性进行分析。结果表明:在55℃下醚化3 h,68℃保温1 h,豆渣添加量6.8 g,氯乙酸钠和纤维素摩尔比为4∶1,NaOH的浓度为1.5%时,得到取代度为0.51的淡黄色中性CMC,其溶解度为83.88%;红外光谱分析发现在1 608.12 cm~(-1)处出现的新吸收峰,表明有羧甲基基团成功引入;~1H NMR中化学位移的改变证明有羧甲基取代纤维素链上的羟基;热重分析表明制备CMC有良好的热稳定性;扫描电镜显示CMC由表面平滑的大颗粒结构转变成表面凹凸不平的短棒状。     

LiCl/DMAc溶剂体系中疏水改性羟乙基纤维素的合成

本文采用大分子反应法,将疏水性单体溴代十二烷(BD)接枝到羟乙基纤维素(HEC)上,对羟乙基纤维素进行疏水改性,制备了疏水改性羟乙基纤维素(HMHEC)。在LiCl/DMAc溶剂体系中,研究了催化剂用量、溶胀温度和LiCl浓度对HMHEC性能的影响,最佳合成工艺条件为:溶胀温度为150℃,催化剂KMnO4用量为0.02%,LiCl浓度为9%,反应温度为80℃,反应时间为7h,m(BD)/m(HEC)为0.4。在LiCl/DMAc体系中合成的HMHEC的黏均分子量为3.31×107,临界缔合浓度在0.4g/100mL左右。     

纤维素在离子液体中的均相接枝共聚反应动力学研究

以纤维素的有效溶剂离子液体为反应介质,过硫酸铵为引发剂,研究了纤维素与丙烯酰胺的均相接枝共聚反应动力学.通过实验考察了接枝反应速率与单体浓度、引发剂用量和反应温度的关系,得出实验条件下反应速率的表达式为:Rg=K[AM]1.0[APS]0.51,并测出反应过程的表观活化能Ea为28.749 kJ·moL-1     

减压膜蒸馏浓缩NaCl溶液的实验研究

采用减压膜蒸馏技术在较低真空度下浓缩NaCl水溶液 ,研究了真空度、料液温度、料液流速以及料液浓度对膜通量与截留率的影响。结果表明 ,随着膜下游真空度增加 ,膜通量线性增大 ;料液温度显著影响膜通量 ;随着料液浓度增加 ,膜通量严重衰减 ;实验条件下聚丙烯中空纤维膜表现出很好的疏水性 ,NaCl的截留率接近 10 0 %。     

Application of Cellulose and Cellulose Nanofibers in Oil Exploration

In this article, the application of cellulose and cellulose nanofibers in oil exploration was discussed, and the research status of using cellulose and cellulose nanofibers as oil displacement agents, oil-well cementing additives, and foam stabilizers were summarized.     

纤维素及其衍生物在肉制品中的应用

膳食纤维由于具有多种生理活性被称为第七大营养素,其在肉品加工中的应用也越来越引起关注。纤维素化学组分单一、结构明确,在膳食纤维领域具有重要的研究和应用价值。本文归纳了纤维素及其衍生物的种类、理化性质和食品加工性能,阐述了纤维素与肉中蛋白质的相互作用及影响因素,介绍了各类纤维素在肉制品中的具体研究进展,同时探讨了其在降低肉制品脂肪含量、保持水分、提高口感、改善品质、增加健康性等方面的可行性,为丰富与拓展纤维素在肉制品中的应用提供参考。     

Cellulose Derivatives Effects on Gelatinization and Retrogradation of Sweet Potato Starch

Effects of physically or chemically modified celluloses on gelatinization and retrogradation of sweet potato starch were examined by Theological measurements and differential scanning calorimetry. The mixture of sweet potato starch and four modified celluloses (powdered microcrystalline cellulose, alkaline soluble fibrous cellulose, carboxymethylcellulose and methylcellulose) in the ratio of 9 to 1 was used as a model, because that ratio of starch to cellulose is about the same for sweet potato root. Cellulose derivatives generally did not show important effects on gelatinization temperature and enthalpy of gelatinization. Cellulose derivatives which are not water-soluble increased starch retrogradation, while water-soluble methylcellulose unexpectedly prevented retrogradation.     

浅谈羧甲基纤维素钠在纸机湿部的应用

从实用的角度并结合多年来为用户服务的经验,通俗地介绍了羧甲基纤维素钠(CMC)用作纸机湿部添加剂的功效,并阐述了该助剂的适用性、用法、用量、配伍选择及其具体操作.