醋酸纤维素的制备及其结构与性能

将微晶纤维素(MCC)在冰醋酸/醋酸酐/氯化铁体系下乙酰化,制备醋酸纤维素(CA),考察了催化剂类型及用量、反应温度、反应时间和醋酸酐用量等对CA的取代度和聚合度的影响。研究表明,以氯化铁为催化剂,在冰醋酸/醋酸酐体系下,MCC乙酰化最佳工艺为:0.5 g MCC,0.1 g氯化铁,反应温度50℃,反应时间40 min,5 mL醋酸酐。醋酸纤维素的各项性能均接近商品醋酸纤维素,具有一定的应用价值。     

入侵植物加拿大一枝黄花制备二醋酸纤维素研究

利用加拿大一枝黄花(Solidago Canadensis L.)茎干为原料,提取高纯度α-纤维素浆粕,制备二醋酸纤维素(CDA),并对其制备工艺进行优化。结果表明,制备醋酸纤维素的工艺最优条件为:活化最佳液固比:1∶7,醋化过程催化剂最佳用量为9%～11%,醋酸酐用量为550%,醋化时间2 h,温度为50℃,皂化过程醋酸最佳浓度为70%,皂化最佳温度80℃,时间2 h。红外和X射线分析表明,加拿大一枝黄花纤维素的羟基被部分醋酸酯化,经过醋化和皂化后结晶度下降为29.88%。     

高取代度芒草醋酸纤维素的制备及其表征

以芒草为原料,用Na OH/H_2O_2溶液体系预处理制备芒草纤维,在冰醋酸环境下,以浓硫酸为催化剂与醋酸酐酯化制备芒草醋酸纤维素。优化了预处理条件:温度、时间、次数和酯化条件:催化剂量、温度、时间、醋酸酐量,最佳条件下制备出的芒草纤维的纤维素、半纤维素和木质素的质量分数分别为75.3%、17.3%、5.1%,制备出芒草醋酸纤维素的取代度DS=2.8,特性黏度[η]=1.24 d L/g,达到美国联邦贸易委员会指南认定的三醋酸纤维素标准。利用扫描电镜(SEM)和热分析(TG、DSC)对制得样品进行表征。结果表明,可以利用Na OH/H_2O_2水溶液体系预处理芒草原料制备芒草纤维,并进一步酯化制备出高取代度的醋酸纤维素。     

不同形貌固体酸的纤维素乙酰化催化性能研究

为了考察不同形貌的固体酸对纤维素乙酰化反应性能的影响,制备了微球状（NSP）、片状（NS）、棒状（NR）及颗粒状（NP）四种不同形貌的钛基硫酸促进型固体超强酸,将其用于纤维素乙酰化反应合成醋酸纤维素中。利用扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射分析（XRD）、氮气吸脱附测试（BET）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）等技术对催化剂的形貌、晶体结构类型、比表面积及孔容、结构组分进行分析,利用XRD、FT-IR对产物醋酸纤维素（CA）的结构性质进行表征。酸碱滴定结果表明,上述不同形貌的钛基硫酸促进型固体超强酸材料催化合成的醋酸纤维素（CA）的取代度大小顺序为微球>片>棒>颗粒状固体酸,表明微球形貌的固体酸的催化性能最优。进一步考察反应温度及时间对催化合成CA的影响。结果表明,制备CA的最佳工艺为：2 g纤维素,8 mL醋酸酐,1 g固体超强酸催化剂,酯化反应温度65℃,反应时间为2 h。     

微晶纤维素醋酸酯的合成与工艺研究

以微晶纤维素为原料,浓硫酸为催化剂,制备了一系列不同取代度的纤维素醋酸酯。研究了反应时间、温度、原料配比、催化剂用量对取代度和产率的影响,并通过红外图谱进行了表征。结果表明：随着反应时间、反应温度、原料配比和催化剂用量的增加,产物取代度增大,但产率降低。在温度为85℃,时间为10min,浓硫酸用量为1mL,醋酸酐与微晶纤维素的用量比为25∶1的最佳合成条件下取代度接近3,与理论值相符合。     

秸秆醋酸纤维素的制备

农作物秸秆是自然界中数量极大的可再生资源,本研究以农作物秸秆为反应原料,采用无污染蒸汽爆破技术活化预处理,然后进行乙酰化反应,通过溶剂萃取分离并制备出高附加值的醋酸纤维素。实验结果表明：秸秆汽爆后明显增加了反应活性,制备醋酸纤维素的适宜条件是123℃,2 h,催化剂用量为7％,汽爆秸秆中性洗涤剂处理后的乙酰化结果效果最好,不同汽爆秸秆中小麦秸秆乙酰化效果最佳,优化实验条件下,秸秆醋酸纤维素聚合度均在120以上,取代度2.80以上,并且用红外图谱、1H NMR进行了表征。与目前工业上采用α-纤维素含量较高的高级浆为反应原料相比,不仅原料和预处理成本大大降低,而且工艺流程简单。     

细菌纤维素乙酰化改性研究

以细菌纤维素为原料,浓硫酸为催化剂,与醋酸酐进行乙酰化反应,制得醋酸细菌纤维素(BCA),讨论了反应温度、反应时间、固液比、催化剂的用量对合成BCA的影响。结果表明:细菌纤维素的羟基被乙酰基取代。适宜的反应条件为反应温度70℃,反应时间2.5 h,细菌纤维素为1.0 g时,醋酸酐用量为20mL,催化剂浓硫酸用量为0.1 mL,BCA产率可达98%以上,取代度达2.9以上。     

细菌纤维素苯甲酸酯的合成与表征

以细菌纤维素（BC）为原料,通过酯化反应制备细菌纤维素苯甲酸酯（BBC）,探讨了硝基苯用量、反应时间、反应温度以及苯甲酰氯用量对细菌纤维素苯甲酸酯取代度的影响。分别用红外光谱（FTIR）、差示扫描量热法（DSC）、偏光显微镜（POM）和广角X-射线衍射（WAXD）对产物结构、热致液晶织构和性能进行了表征。结果表明,细菌纤维素苯甲酸酯在281．7～356．3℃之间可以形成近晶型液晶相,其熔点和清亮点比已报道的植物纤维素苯甲酸酯的更高。     

国产棉浆粕的性能表征及制备二醋酸纤维素的研究

为了探索制造烟用二醋酸纤维素片的浆粕原料国产化,采用扫描电子显微镜、X-射线衍射、热重分析、红外光谱、半纤维素分析等方法表征了国产醋化级棉浆粕的物化特性,并评价了国产棉浆粕的醋化反应性能。结果表明,与进口木浆粕相比,国产棉浆粕具有α-纤维素含量高、结晶度高、半纤维素含量低的特点。国产棉浆粕的醋化反应活性低于木浆,采用国产棉浆粕制备的醋片白度和丙酮浊度优于以木浆为原料制备的醋片。     

醋酸纤维素的高温合成及其性质的研究

在高温条件下制备了醋酸纤维素 (CA) ,探讨了反应时间、反应温度、催化剂用量等因素对酯化反应的影响。用X -射线衍射仪、DSC、红外光谱等对其结晶度、热行为等进行了表征     

醋酸丙酸纤维素的非均相合成及表征

采用非均相催化酯化法合成醋酸丙酸纤维素(CAP),在乙酸/乙酸酐/丙酸酐体系中,以浓硫酸为催化剂合成出一系列不同取代度的CAP,并FT IR分析证实了酯化产物的生成。研究酯化剂组成(不同比例的乙酸酐/丙酸酐)、原料聚合度、催化剂用量和反应时间对CAP粘度及热性能的影响以及产品CAP的酰基含量对溶解性的影响。得到较稳定热性能CAP的反应条件为:采用聚合度DP=1926的木纤维素,催化剂用量10%(wt,相当于纤维素),40℃酯化反应3h。     

纤维素的酸处理及醋酸酯化表面改性研究

分别用HCl和H2SO4处理从棉纤维中提取的纤维素,100℃下回流水解30～60 min得到微晶纤维素(MCC),并对其进行醋酸酯化表面改性.采用X-射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、红外光谱(IR)技术研究酸处理对MCC的聚合度、结晶度和热稳定性的影响,探讨了改性方法对产物性能的影响.结果表明,纤维素微晶化后仍保持原来的晶型以及晶区和非晶区共存的微细结构,结晶度不能达到100%.扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明,不同酸处理后所得产物的形态和热性能有所不同,MCC的最高适用温度不宜超过270℃.适宜的醋酸酯化改性条件为:硫酸和水体积比1∶8、温度60～70℃、改性处理3～5 h.改性后微晶纤维素的内部结晶区结构没有变化,在有机溶剂中的分散性得到良好的改善.     

纤维素醋酸酯接枝己内酯的聚合研究

以冰醋酸为溶剂,浓硫酸为催化剂,将取代度为2 4的二醋酸纤维素水解为取代度为1 4的醋酸纤维素(CA)。以此醋酸纤维素为接枝骨架,ε 己内酯(ε CL)为接枝单体,在辛酸亚锡的引发下,合成了醋酸纤维素/聚己内酯接枝共聚物(CA g PCL)。研究了反应物纯度、原料配比、引发剂与单体摩尔比、反应时间、反应温度对单体转化率(C%)、接枝率(G%)、接枝效率(GE%)的影响。结果表明,当反应温度为140℃,单体ε 己内酯与醋酸纤维素的质量比为4∶1,引发剂辛酸亚锡与单体ε 己内酯的摩尔比为0 005,反应时间为16h,C%,GE%和G%分别为46 8%,65 2%和122 1%。     

机械活化对木薯淀粉醋酸酯化反应的强化作用

采用搅拌球磨机对木薯淀粉进行机械活化,以不同活化时间的木薯淀粉为原料,以醋酸酐为酯化试剂、甲磺酸为催化剂制备淀粉醋酸酯,并以取代度为评价指标,分别研究了机械活化时间、反应时间、反应温度、催化剂用量及醋酸酐用量对木薯淀粉醋酸酯化反应的影响. 结果表明,机械活化对木薯淀粉酯化反应有显著的强化作用,活化时间越长,取代度越高. 主要原因是机械活化使木薯淀粉紧密的颗粒表面和结晶结构受到破坏,降低了结晶度,酯化试剂更容易渗透到颗粒内部使淀粉醋酸酯化. 其他因素对淀粉酯化反应的影响规律受活化时间的制约,活化时间越长,酯化反应对反应温度、催化剂及醋酸酐浓度的依赖性越低. 并利用红外光谱对木薯淀粉、活化淀粉及高取代度淀粉醋酸酯的结构进行了表征.     

高直链淀粉醋酸酯的合成与表征

以高直链玉米淀粉为原料 ,甲磺酸为催化剂 ,制备一系列不同取代度的淀粉醋酸酯 ,研究了不同反应时间、温度、催化剂用量等对取代度的影响。结果表明 :反应时间越长 ,取代度越大 ,特性粘度变小 ;随着反应温度的升高 ,取代度增大 ,但特性粘度却明显降低 ;随着酸与酸酐用量的提高 ,取代度逐渐提高 ,特性粘度下降 ;增加 MSA用量 ,可大大提高取代度。应用 FTIR、XRD、DSC等近代测试手段 ,对淀粉醋酸酯样品进行了结构表征。     

芦苇浆纳米纤维素的制备及其尺寸均一性制备方法初探

采用硫酸水解芦苇浆和乙酸预处理芦苇浆制备纳米纤维素（NCC）,并对NCC尺寸和形貌进行测定和分析,探究均一纳米纤维素的制备方法。结果表明芦苇浆NCC得率为61．50％,3次重复实验的乙酸预处理芦苇浆NCC得率分别为63．13％（NCC-1）、62．30％（NCC-2）和62．15％（NCC-3）;乙酸预处理芦苇浆NCC乙酸回收率分别为75．00％（NCC-1）、78．15％（NCC-2）和77．56％（NCC-3）。NCC尺寸分析表明芦苇浆NCC和3次重复实验的乙酸预处理芦苇浆NCC平均尺寸均有差异,其中只有乙酸预处理芦苇浆NCC-1尺寸分布较均匀,平均尺寸185．3nm。透射电子显微镜（TEM）下观察所制备的芦苇浆NCC和乙酸预处理芦苇浆NCC-1均呈棒状。     

超声辅助SiW_(12)/SiO_2催化合成乙酸苄酯及动力学

制备负载型硅钨酸(SiW12/SiO2)催化剂,并在超声条件下将催化剂应用于乙酸苄酯的合成中。采用红外光谱仪(IR)和X线衍射仪(XRD)对催化剂进行表征。考察反应温度、催化剂用量、醇酸摩尔比和反应时间对酯化率的影响,并建立了动力学方程。结果表明:所制备的催化剂具有Keggin的结构;在超声频率10 kHz、超声声强1.0 W/cm2的条件下,得到最适宜的反应条件为反应温度110℃、催化剂用量1.5 g、醇酸摩尔比值1.5、反应时间75 min。在最优条件下,酯化率可达95.3%。     

醋酸长链酸纤维素酯合成技术探索研究

以纤维素、醋酸酐和十二酰氯为原料在N,N-二甲基乙酰胺/氯化锂(DMAc/LiCl)溶剂体系中制备了醋酸月桂酸纤维素酯。考察了在不使用缚酸剂的条件下,反应物的加入顺序及加入量、纤维素溶液浓度、反应温度和反应时间对接枝率的影响,试验结果表明,在较优的工艺条件下,产物接枝率可达230%以上。