NMMO法制备的球形纤维素珠体的性能研究

对N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)制备的球形纤维素的物化性能进行研究,检测了球形纤维素珠体的含水率、粒径分布、耐酸碱能力,结晶结构,比表面积。结果表明,该法制备的球形纤维素珠体的含水率为74.0%,粒径主要分布在0.20～0.45mm,球形度好、比表面积大(190.5m2/g),耐酸碱度高。此外,利用NMMO法制备的球形纤维素珠体主要为纤维素(Ⅱ)结晶变体。     

表面活性剂对球形纤维素珠体得率的影响

在成球过程中,分散剂种类及用量对珠体得率及粒径均有很大的影响。以N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)和程序降温法制得的球形纤维素珠体为实验原料,以Span85、Tween80、Tween85、Span80和油酸钠等表面活性剂为分散剂,系统地研究了单种表面活性剂及表面活性剂混合对珠体制备的影响。实验结果表明,以Tween85为分散剂,用量为1.0%时,珠体得率最高,可达98.5%。以Tween85与十二烷基磺酸钠(SDS)的混合物(用量为4.0%)、Span85与Tween80的混合物(用量为1.5%)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)与SDS的混合物(用量为1.5%)为分散剂,所得球形纤维素珠体得率分别达到96.6%、95.8%、80.0%。     

程序降温反相悬浮技术制备球形纤维素珠体

以纤维素/N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)/H2O溶液为原料,用NMMO法,通过程序降温反相悬浮技术制备出球形纤维素珠体,并进行制备工艺的优化实验和纤维素珠体的性能检测。实验结果表明,以10#变压器油为分散相,油水体积比V(油)∶V(水)=4∶1,m(复合型分散剂L-1)∶m(纤维素/NMMO/H2O溶液)=15∶100,在300r/m in的搅拌速度,可制备出粒径分布均匀的球形纤维素珠体,此时均一系数K=1.216。所制备的纤维素珠体的w(H2O)=74.0%,比表面积为215.6 m2/g,孔度为81.2%,湿视密度为0.63 g/mL,湿真密度为1.21 g/mL。在酸浓度或碱浓度为0.1~6.0 mol/L,随着酸浓度或碱浓度的增高,纤维素珠体的质量损失率递增,分别为0.1%~12.4%和0.8%~28.8%。     

NMMO工艺纤维素膜成膜性能的研究

主要研究了NMMO工艺纤维素膜的成膜特性及不同因素对该工艺纤维素膜的物理和机械性能的影响。结果表明,纤维素浓度为4%～8%(W/W)时易于成膜,且随着浆粕聚合度的增大、纤维素浓度的增加、凝固浴温度的降低,制成的膜的力学性能较好。     

纤维素/NMMO·H_2O溶液体系流变性能的研究

利用 Brookfield DV-Ⅱ型粘度计对纤维素/NMMO·H2O 溶液体系的流变性能进行了研究,讨论了温度、纤维素浓度、浆粕聚合度及添加剂等对溶液粘度的影响。结果表明,纤维素/NMMO·H2O 溶液的流动活化能较低,因此其表观粘度随温度的变化不大;纤维素浓度和浆粕聚合度的增加都可使溶液粘度增大,但纤维素浓度对溶液粘度的影响更显著;抗氧化剂没食子酸丙酯(GPE)的加入减缓了加热时溶液粘度的下降,降低了纤维素的氧化降解;二甲亚砜(DMSO)的加入可有效地控制溶液粘度,改善溶液的加工性能。     

纤维素/NMMO溶液及其薄膜的制备与性能研究

以水质量分数为13.3%的N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)为溶剂溶解棉浆粕,制备质量分数为5%～11%的纤维素/NMMO溶液。将所得溶液制备纤维素薄膜,考察了纤维素/NMMO溶液的稳定性,研究了凝固浴温度和组成对纤维素薄膜的成膜性、断面形态及力学性能的影响。结果表明:纤维素/NMMO溶液随着浓度增大,其粘度先增大后减小,再急剧上升;纤维素/NMMO溶液在玻璃介质中稳定性较好,微量Cu~(2+),Fe~(3+)等杂质存在时,其稳定性显著下降;纤维素薄膜随凝固浴温度升高,其透明性、拉伸强度和断裂伸长率均下降;相对于水,含有乙醇和NMMO的凝固浴能减缓双扩散的速度,使纤维素薄膜的拉伸强度略有提高,断裂伸长率出现不同程度下降。     

超声波处理后纤维素结构的变化及在NMMO中的溶解性能

用超声波预处理纤维素,并利用电子显微镜、X射线衍射和红外光谱对纤维素预处理前后的结构变化进行表征。结果表明,用超声波处理后,纤维素的结晶结构发生了很大的变化。用N-甲基吗啉-N-氧化物水溶液(NMMO·H2O)溶解预处理前后的纤维素,溶解过程及结果说明,超声波预处理可以加快纤维素的溶解速度,降低纤维素的分解。     

纤维素在NMMO水溶液中的溶胀行为研究

通过离心分离法表征纤维素在N-甲基吗啉-N-氧化物水溶液中的溶胀行为,研究了NMMO浓度、温度对纤维素浆粕溶胀的影响;用显微镜追踪拍摄纤维素的溶胀过程,测定纤维的溶胀率,验证了离心分离法的可行性。结果表明:随着NMMO浓度、溶胀温度的升高,纤维素溶胀率增大,溶胀效果变好;纤维素在NMMO水溶液中的最佳溶胀条件为NMMO质量分数78%、温度75℃,溶胀时间40 min。     

NMMO工艺纤维素膜结晶度与强度性能初探

以纤维素为原料,N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)为溶剂,采用相转化法制备非对称纤维素膜。利用X-射线衍射仪对NMMO工艺纤维素膜的结晶状况进行检测,并利用拉力机检测出薄膜的拉伸强度。结果表明:随着铸膜液中纤维素含量的增加,薄膜结晶度与拉伸强度均提高;随着溶解纤维素的温度提高,薄膜结晶度与拉伸强度降低;随着刮膜剪切力增大,薄膜结晶度和拉伸强度提高;并且薄膜结晶度的增加有利于薄膜拉伸强度的提高。     

再生细菌纤维素薄膜的制备工艺

详细介绍了利用N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)为溶剂溶解细菌纤维素以及制备再生细菌纤维素薄膜的工艺流程,并对NMMO溶解细菌纤维素机理进行了简要的分析。     

新型纤维素薄膜的NMMO生产工艺

介绍了新型纤维素薄膜的 NMMO制造工艺 ,并指出和传统的粘胶工艺相比新工艺具有无污染、能耗小、产品性能好的优点。     

球形纤维素珠体-AN-AM接枝共聚物的制备

以球形纤维素珠体为原料,丙烯腈(AN)和丙烯酰胺(AM)为单体,硝酸铈铵和过硫酸钾(KPS)为引发剂,制备纤维素珠体-AN-AM接枝共聚物,并通过正交单因素实验,研究了反应温度、引发剂用量、单体用量、反应时间等因素对接枝效果的影响。实验结果表明:当反应温度为60℃,引发剂硝酸铈铵用量为20%,KPS用量为15%(引发剂与单体AN的质量百分比),单体AN浓度为0.75 mol/L,AM浓度为0.28 mol/L,硝酸浓度为0.14 mol/L,反应时间为3 h时,接枝效果最好。此条件下,AN、AM与纤维素的接枝率可达259.4%,接枝效率可达49.40%。     

球形木质素珠体的制备及其粒径分布研究

利用反相悬浮聚合技术制备球形木质素珠体,并采用正交实验综合研究了木质素珠体研制过程中各影响因素对珠体形成和粒径分布的影响。结果表明,以自制的复合分散剂L1, 采用体积比为1∶1的变压器油与氯苯混合物作为分散相,油水相比为3∶1,搅拌速度为200 r/min,反应温度80℃左右,反应体系的酸度控制在1.5 mol/L时,反应2 h后所得到的球形木质素珠体粒径分布最均匀,粒径在0.4~0.8 mm的木质素珠体占木质素珠体总质量的83.2%。     

凝固浴组成对NMMO法纤维素膜形貌的影响

为实现对分离用纤维素膜形貌的控制,采用NMMO法,分别以水、甲醇、乙醇和由它们配制的双组分溶液为凝固浴,制备了纤维素膜,观察了干膜的表面和断面形貌,测定了湿膜的孔结构参数,在对比基础上分析了干膜中微孔的形成过程与机制,探讨了纤维素结晶尺度与湿膜平均孔径的相关性和影响因素.研究表明,不同凝固浴制备出的纤维素膜在干态形貌上差别明显.纤维素膜的湿态孔隙率基本不受凝固浴组成影响,而干态下的致密区域在水溶胀后呈现多孔结构,对湿膜平均孔径影响很大.通过改变凝固浴组成,可分别或协同地调控纤维素膜的干态或湿态结构.     

球形纤维素纳米纤丝气凝胶的制备及性能表征

以桉木纸浆为原料,制备了不同纤维素质量分数（1%、1.5%、2%和2.5%）的球形纤维素纳米纤丝（CNF）气凝胶。通过扫描电子显微镜（SEM）、全自动比表面积与孔隙度分析（BET）仪、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）仪、组合型多功能水平X射线衍射（XRD）仪和热重分析（TG）仪等技术对制备的CNF气凝胶的进行表征。结果显示：制备的CNF气凝胶为球状,是一种具有三维网络结构的介孔材料,其密度为0.0248~0.0427 g/cm³,孔隙率≥97.33%,孔径≤19.4 nm。该气凝胶材料具有纳米纤维素的红外特征峰,其晶型结构仍然为纤维素Ⅰ型结构,且拥有良好的热稳定性,当CNF质量分数为2%时,气凝胶的最大失重速率温度（T_max）为306.52 ℃。伴随着CNF质量分数的增加,CNF气凝胶的密度、孔隙率逐渐减小,孔体积、BET比表面积先增大后减小,孔径先减小后增大。     

纤维素在NMMO水溶液中的溶胀过程及影响因素分析

采用显微镜观察和离心表征的方法,通过控制单一因素变量探讨溶胀时间、溶胀温度、N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)溶液质量分数等对纤维素在NMMO水溶液中溶胀行为的影响。显微镜观察的结果表明:在溶胀初期,溶剂迅速渗透到纤维素中使单纤维直径变大,20 min后纤维素溶胀接近饱和,纤维直径基本不再变化;随着NMMO质量分数的增加、溶胀温度的升高,纤维素纤维的溶胀率以及吸液率增加,表明纤维素溶胀效果更好。