纖維素總結(jié)計(jì)劃要點(diǎn)計(jì)劃

優(yōu)選文檔優(yōu)選文檔PAGE優(yōu)選文檔一：纖維素的構(gòu)造分類(lèi)及應(yīng)用：

1）纖維素的構(gòu)造：

2）纖維素的分類(lèi)：

依照其在特定條件下的溶解度,能夠分級(jí)為:α—纖維素，β-纖維

素，γ-纖維素，α—纖維素指的是聚合度大于200的纖維素,β-纖

維素是指聚合度為10一200的纖維素,γ-纖維素是指聚合度小于10

的纖維素。

3）纖維素的應(yīng)用：

纖維素是一多羥基葡萄糖聚合物,經(jīng)過(guò)特定的物理或化學(xué)改性后,

擁有不相同的功能特點(diǎn),能夠粉狀，片狀，膜，纖維以及溶液等不相同形

式出現(xiàn),因此用纖維素開(kāi)發(fā)的功能資料極具靈便性及應(yīng)用的寬泛性。

3.1高性能纖維資料：

纖維素纖維是現(xiàn)代紡織業(yè)的重要原料之一,同時(shí)也是纖維素化工

和造紙業(yè)的重要原料，目前,紙己經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展的必需品,不只大量

應(yīng)用于印刷，日用品及包裝物,還能夠用于絕緣資料，過(guò)濾資料以及

復(fù)合資料等領(lǐng)域,擁有寬泛而重要的用途。

3.2可生物降解資料纖維素能夠作為可降解資料的基材使用,由于纖維素?fù)碛泻芏嗒?dú)到的優(yōu)點(diǎn):(1)纖維素自己能夠被微生物完好降解;(2)維素大分子鏈上有很多輕基,擁有較強(qiáng)的反響性能和相互作用性能,使得資料便于加工,成本低,而且無(wú)污染;(3)纖維素?fù)碛泻軓?qiáng)的生物相容性;(4)纖維素自己無(wú)毒,可寬泛使用，由于纖維素分子間存在很強(qiáng)的氫鍵,而且取向度和結(jié)晶度都很高,使得纖維素不溶于一般溶劑，高溫下分解而不融,因此無(wú)法直接用來(lái)制作生物降解資料,必定對(duì)其進(jìn)行改性，纖維素改性的方法主要有醋化，醚化以及氧化成醛，酮，酸等。纖維素生物降解材

料應(yīng)用寬泛,比方園藝品，農(nóng)，林，水產(chǎn)用品，醫(yī)藥用品，包裝資料及光電子化學(xué)品等,這里要特別提出的是纖維素在醫(yī)學(xué)，光電子化學(xué)，優(yōu)良化工等高新技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的更好西川橡膠工業(yè)企業(yè)研制開(kāi)發(fā)的

纖維素，殼聚糖系發(fā)泡資料存在很好的應(yīng)用遠(yuǎn)景,其特點(diǎn)是重量輕，絕熱性好，透氣，吸水等,這些特點(diǎn)使其寬泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)，漁業(yè)，工業(yè)，包裝，醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域。

3.3纖維素液晶資料：

天然纖維素及其衍生物液晶是一類(lèi)奇特的液晶高分子資料，和其

它的纖維素衍生物液晶對(duì)照,新式的復(fù)合型纖維素衍生物液晶在纖維

素大分子鏈中引入了剛性介晶基元,使得控制其液晶性質(zhì)能夠成為現(xiàn)

實(shí)"這同時(shí)就為開(kāi)發(fā)擁有特別性能的液晶高分子供應(yīng)了新的研究領(lǐng)域,

而且其相應(yīng)的理論基礎(chǔ)研究對(duì)研究高分子液晶的形成也有十分重要

的指導(dǎo)意義，其他,由于天然纖維素是自然界取之不盡，用之不斷的

可重生天然高分子,那么在石油及能源日益枯竭的今天,我們就很有必要連續(xù)深入對(duì)天然纖維素及其衍生物液晶的研究和開(kāi)發(fā)。

3.4吸附性纖維素資料

：吸油資料：

水資源污染已經(jīng)是一個(gè)嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題,而油類(lèi)污染是造成水污染

的重要因素之一，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步,對(duì)高吸油

樹(shù)脂的吸油性能及合成原料的可連續(xù)性利用方面的要求越來(lái)越高，目

前國(guó)內(nèi)外合成的性能較好的高吸油樹(shù)脂幾乎全都以石油副產(chǎn)品為惟

一合成單體，但石油是不可以重生資源,且價(jià)錢(qián)日益高漲，采用維素基

吸油資料作為治理工業(yè)及平時(shí)生活中的廢油辦理劑,不只使吸油產(chǎn)品

的綜合生產(chǎn)成本大幅度降低,由于天然纖維素微小的內(nèi)部構(gòu)造,能夠使

吸油資料的吸油性能獲取明顯改良，同時(shí),由于天然纖維素資料自己

擁有優(yōu)秀的可降解性,還可除去荒棄合成吸油樹(shù)脂對(duì)環(huán)境的污染。

：吸附重金屬資料：

人們經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)纖維素的某些共聚物擁有同重金屬吸附結(jié)合

或鰲合的能力,經(jīng)過(guò)對(duì)纖維素進(jìn)行改性可用于海水中回收鈾，金等貴

重金屬,或用于污水中重金屬的辦理。

：高吸水資料：

以纖維素為基質(zhì)的高吸水資料素來(lái)是人們研究與開(kāi)發(fā)的活躍領(lǐng)"

纖維素是含有多輕基的高分子多糖,由于輕基的親水性能,這種性質(zhì)使

得纖維素自己就擁有必然的吸水和吸濕能力,可是由于纖維素自己高

度結(jié)晶構(gòu)造使大多數(shù)輕基處于氫鍵締合狀態(tài),進(jìn)而使這種吸水能力收

到了限制"因此制備纖維素系高吸水資料時(shí),第一必定要盡量損壞纖維素的結(jié)晶構(gòu)造!提高其反響發(fā)生的可能行,爾后經(jīng)過(guò)特其他化學(xué)反響方

法在纖維素大分子上接上高親水性基團(tuán)。

二）纖維素溶劑的制備

1）纖維素溶劑的制備：

1.1衍生物溶解法：

纖維素是由D一葡萄糖聚合形成的鏈狀高分子,每個(gè)單元內(nèi)

都有3個(gè)自由基-OH,因此在特定條件下,能與部分酸堿或其他化

學(xué)物質(zhì)發(fā)生反響,一般最后產(chǎn)物都為纖維素酯,該酯要比纖維素更

易溶解在某些溶劑中。

氫氧化鈉/二硫化碳(NaOH/CS2)系統(tǒng)(粘膠法)：

粘膠法生產(chǎn)到此刻已有100多年的歷史,它是一種包括化學(xué)反響的

復(fù)雜過(guò)程，該法主假如應(yīng)用了纖維素中-0H的酸性,用必然濃度的氫氧

化鈉溶液辦理后,形成堿纖維素,爾后通入二硫化碳,形成黃原酸纖維

素酯,該酯能夠溶于氫氧化鈉溶液。

質(zhì)子酸系統(tǒng)：

質(zhì)子酸能在適合的濃度下潤(rùn)脹和溶解纖維素,使纖維素的羥基質(zhì)

子化，當(dāng)質(zhì)子酸的量足夠多,濃度合合時(shí),纖維素就會(huì)溶解。

多聚甲醛/二甲基亞砜系統(tǒng)：

該系統(tǒng)在上世紀(jì)中葉就應(yīng)用于纖維素溶解的研究,其擁有很強(qiáng)的

溶解能力,對(duì)聚合度很高的纖維素仍擁有溶解能力,但時(shí)由于自己的一

些弊端,該系統(tǒng)并沒(méi)有被使用。

氨基甲酸酯系統(tǒng)：詳細(xì)的溶解過(guò)程:將堿纖維素與飽和尿素溶液混淆,爾后加入少量特其他惰性溶劑,在加熱條件下，反響一段時(shí)間后,反響生成淺灰色的固體氨基甲酸酷酯,爾后將生成淺灰色的固體，溶解在氫氧化鈉溶液

中制得紡絲原液,使用硫酸做凝結(jié)浴進(jìn)行濕法紡絲,最后將制得的醋纖

維放入堿液分解浴分解,這將制得纖維素纖維。

1.2直接溶解法：

堿水溶液系統(tǒng)：

許久從先人們就試一試用氫氧化鈉(Na0H)水溶液來(lái)溶解纖維素,但

是都出現(xiàn)了很多問(wèn)題,影響了實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，由于溶解所需時(shí)間長(zhǎng),而且只

能溶解一些比較特其他纖維素,還要在溶解前需要對(duì)纖維素進(jìn)行比較

復(fù)雜預(yù)辦理,如蒸汽閃爆辦理等，可是由于NaOH水溶液是溶解纖維

素的溶劑中最低價(jià)的,因此人們對(duì)這一溶劑系統(tǒng)的研究素來(lái)沒(méi)有停止

過(guò)，1984年,日本Kamide等人在特定條件下制得擁有非結(jié)晶態(tài)構(gòu)造

的銅氨纖維,當(dāng)溫度為4℃時(shí),重生纖維素能完好溶解在質(zhì)量百分?jǐn)?shù)8

﹪一10﹪的氫氧化鈉溶液中。

堿/尿素或硫脲/水系統(tǒng)：

20世紀(jì)70年代,Suvorova報(bào)道了在NaoH溶液中增添必然量的尿

素(urea)有助于溶解纖維素,而且不會(huì)造成纖維素的降解,Kamide等也

報(bào)道了經(jīng)閃爆辦理過(guò)的木纖維素能很快溶解在含8%一10%(質(zhì)量百分比)尿素的NaOH/尿素水溶液中,張俐娜對(duì)上述系統(tǒng)進(jìn)行改良,經(jīng)過(guò)調(diào)治尿素的含量,使得溶劑系統(tǒng)能夠很好地溶解包括棉纖維素在內(nèi)的多種纖維素,在此基礎(chǔ)上,他們還陸續(xù)發(fā)展了NaOH/硫脲水溶液，LiOH/尿素水溶液和LiOH/硫脲水溶液等多種纖維素溶劑系統(tǒng)。LIOH/尿素水溶液與氫氧化鈉/尿素/水系統(tǒng)近似,能溶解更高分子量的纖維素,這足囚為L(zhǎng)i半徑要比Na小很多,更易進(jìn)入纖維素內(nèi)部,損壞纖維素的構(gòu)造。

銅氨溶液系統(tǒng)：

銅氨溶液是最早用來(lái)溶解纖維素的溶劑,除銅氨溶液外,部分過(guò)渡

金屬的乙二胺溶液也能夠用于溶解纖維素,兩者的溶解原理一致，溶

液中的銅氨絡(luò)合離子能與纖維素反響形成醇化物或許分子化合物,通

過(guò)這種反響使纖維素溶解。

離子液體溶劑系統(tǒng)：

Swatlski發(fā)現(xiàn)離子液體在常溫條件下只能濕潤(rùn)纖維素纖維,而無(wú)

法將其溶解,但加熱至100—110℃,就能發(fā)現(xiàn)纖維素能夠遲緩溶解在某

些含Cl-，Br-，SCN-陰離子的離子液體中,進(jìn)而獲取一系列纖維素溶

液，離子液體溶解纖維素。

三：制備纖維素溶劑的一些專(zhuān)利：

1）張麗娜:一種溶劑組合物及其制備方法和用途：

190克6.5wt%NaOH/15wt%尿素混淆水溶液(將氫氧化鈉和尿素

按比率混淆，加水配成該溶劑組合物)，置于-5℃冰鹽浴中冷卻，然

后加入10克棉短絨漿(聚合度500)快速攪拌，獲取透明的纖維素溶

液。落球法測(cè)該纖維素溶液粘度約為60Pa.S。在1-2MPa大氣壓力

下用400目紗布及府綢過(guò)濾，溶液可完好過(guò)濾，所得溶液中無(wú)肉眼可

見(jiàn)纖維存在。纖維素完好溶解，獲取溶解度為100%的纖維素透明溶液。

該方法的創(chuàng)新點(diǎn)：

首次發(fā)明可直接快速溶解纖維素的氫氧化鈉和尿素水溶液溶劑

組合物及其制備方法。本發(fā)明波及的氫氧化鈉和尿素水溶液可直接快速溶解天然纖維素(棉短絨漿、草纖維漿、甘蔗渣漿、軟木漿、硬木漿等)和重生纖維素(無(wú)紡布、玻璃紙、粘膠短纖、長(zhǎng)絲等)，并可獲取

高溶解度(溶解度可達(dá)100％)的透明的纖維素濃溶液。

2）張軍：用離子液體溶解纖維素：

稱(chēng)取1.0g漿粕纖維素撕碎后在150m1NaOH水溶液(20%)中浸泡

2h后，用乙醇沖刷三遍，真空干燥后待用。稱(chēng)取2.0g真空干燥的

EMIMAC離子液體，加入0.06g活化纖維素，在80℃油浴中加熱，

并進(jìn)行磁力攪拌。隨著時(shí)間的延伸，纖維素先發(fā)生溶脹;隨即形成渾

濁的溶液，偏光顯微鏡下察看有明顯的纖維絲存在;最后，溶液漸漸

變得澄清透明，在偏光顯微鏡下察看，滿(mǎn)視野呈黑色，說(shuō)明纖維素完

全溶解，整個(gè)溶解過(guò)程為24小時(shí)，由此制得濃度為2.91wt%的纖維

素溶液。

3）張麗娜：一種溶劑組合物及其制備方法和用途：

取重生纖維素(粘膠短纖)15克，加入185克8wt%NaOH/4wt%

硫脲混淆水溶液，在5℃中攪拌5分鐘，獲取透明的纖維素溶液。用

超速離心計(jì)在8000轉(zhuǎn)/分鐘，15℃下離心30分鐘，纖維素溶液較離

心前沒(méi)有發(fā)生變化。倒出纖維素溶液，離心筒底部無(wú)膠團(tuán)積淀，所得

溶液中無(wú)肉眼可見(jiàn)纖維存在。重生纖維素(粘膠短纖)完好溶解。7-10℃下保留一周仍舊牢固。

該方法的創(chuàng)新點(diǎn)：

該方法以?xún)r(jià)錢(qián)低價(jià)且無(wú)污染的氫氧化鈉和硫脲為溶劑，經(jīng)過(guò)在

-10℃—5℃條件下10到15分鐘快速溶解纖維素。由此獲取透明的纖

維素濃溶液，保持了很好的纖維可紡性和膜的成型性，可用于紡絲或

制膜;與粘膠法和纖維素氨基甲酸酯法等衍生化溶解工藝有實(shí)在質(zhì)上

的不相同，該發(fā)明以天然纖維素為原料，整個(gè)過(guò)程無(wú)化學(xué)反響發(fā)生，比

傳統(tǒng)的粘膠纖維工藝減少了堿化、老成、磺原酸化和熟成等工藝;同

時(shí)原料耗資少，生產(chǎn)周期短，工藝流程簡(jiǎn)單。

4）張麗娜：一種溶劑組合物及其制備方法和用途：

200克3.0wt%LiOH/6.0wt%硫脲混淆水溶液，加入20克重生纖維素(粘膠短纖，聚合度300)攪拌后置于冰箱(約-20℃)中冷凍3-5小時(shí)。爾后在室溫下解凍，攪拌后獲取透明的纖維素溶液。用超速離心計(jì)在10000轉(zhuǎn)/分鐘，15℃下離心30分鐘脫氣泡，離心筒底部無(wú)膠團(tuán)積淀。

該方法的創(chuàng)新點(diǎn)：

首次發(fā)明可溶解高分子量纖維素的氫氧化鋰和硫脲水溶液溶劑組合物及其制備方法。該發(fā)明波及的氫氧化鋰和硫脲水溶液可經(jīng)過(guò)冷

凍-解凍方法或許直接方法溶解天然纖維素(棉短絨漿、草纖維漿、甘蔗渣漿、軟木漿、硬木漿等)和重生纖維素(無(wú)紡布、玻璃紙、粘膠絲等)，并可獲取高溶解度(溶解度可達(dá)100%)的透明的高分子量纖維素濃溶液。其特點(diǎn)在于可經(jīng)過(guò)直接方法溶解纖維素，生產(chǎn)周期短，工藝流程短，以利于工業(yè)化生產(chǎn)。與已申請(qǐng)的專(zhuān)利對(duì)照，本發(fā)明解決了

高分子量纖維素在水系統(tǒng)中的溶解問(wèn)題，因此有明顯的技術(shù)進(jìn)步

和更寬泛的應(yīng)用遠(yuǎn)景。所獲取透明的纖維素濃溶液，保持了很好的纖

維可紡性和膜的成型性，可用于紡絲或制膜。這種新溶劑可用于制備

重生纖維素膜、共混膜、纖維素/納米粒子功能膜、纖維、無(wú)紡布。

也可用作纖維素衍生化的反響介質(zhì)。

5）金華進(jìn)：氫氧化鈉、硫脲、尿素、水四元系統(tǒng)溶解纖維

素：

取棉漿粕(聚合度DP=600)6克，加入100克9.5%氫氧化鈉//5.5%

硫脲/4%尿素混淆水溶液中(溶液預(yù)冷至0℃)，爾后在0℃(經(jīng)過(guò)冰水浴控溫)強(qiáng)力攪拌5分鐘，獲取透明的纖維素溶液。用超速離心計(jì)

在8000轉(zhuǎn)/分鐘，10℃下離心30分鐘，纖維素溶液較離心前沒(méi)有發(fā)生變化。倒出纖維素溶液，離心筒底部無(wú)膠團(tuán)積淀，所得溶液中無(wú)肉眼可見(jiàn)纖維存在。重生纖維素完好溶解。

該方法的創(chuàng)新點(diǎn)：

該發(fā)明首次采用氫氧化鈉/硫脲/尿素/水四元復(fù)合系統(tǒng)溶劑溶解纖維素，對(duì)纖維素?fù)碛泻軓?qiáng)的溶解能力，能快速溶解纖維素，該溶劑比武漢大學(xué)張麗娜教授等發(fā)明的氫氧化鈉、硫脲、水三元系統(tǒng)溶劑以及氫氧化鈉、尿素、水三元系統(tǒng)溶劑擁有更強(qiáng)的溶解能力，張麗娜教授發(fā)明的溶劑只能溶解聚合度較低(DP=600)的棉漿粕，對(duì)聚合度大于

1400的棉漿粕沒(méi)有溶解能力，而本發(fā)明制得的溶劑對(duì)聚合度大于

1400的棉漿粕仍舊有較強(qiáng)的溶解能力，為制備高強(qiáng)度纖維供應(yīng)了基礎(chǔ)。在相同條件下，該溶劑制得的溶液比張麗娜教授的溶劑制得的溶

液更牢固，凝膠點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間延伸，當(dāng)溶液固含量小于6%時(shí)，可靜

置脫泡或抽真空脫泡，可紡性更好，因此更有利于工業(yè)化生產(chǎn)。用該

法制得的纖維素濃溶液，有很好可紡性和膜的成型性，可用于紡絲和

制膜。

四：纖維素溶劑的應(yīng)用

1）纖維素膜的制備：

1.1包裝膜：

由纖維素制備的可降解膜是安全的，且對(duì)環(huán)境友好。利用可重生

資源制備生物質(zhì)資料不只有助于健康生態(tài)系統(tǒng)，也由于它們優(yōu)越的性

能使其在工業(yè)上有應(yīng)用遠(yuǎn)景。此刻，大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用生物質(zhì)包裝資料

是鑒于纖維素，且纖維素材質(zhì)板和紙已經(jīng)用在包裝工業(yè)幾個(gè)世紀(jì)了。

經(jīng)過(guò)粘膠路線(xiàn)制備的玻璃紙是最一般的纖維素基包裝膜?？墒?，粘膠

法使用的CS2將會(huì)致使環(huán)境污染。對(duì)照之下，用NaOH/尿素水溶液溶

解纖維素是無(wú)毒和低價(jià)的過(guò)程，它有希望用來(lái)生產(chǎn)重生纖維素膜。

1.2光致發(fā)收復(fù)合膜：

重生纖維素膜能分別用熒光染料辦理或與光致發(fā)光色素共混來(lái)

制備新式光致發(fā)光和長(zhǎng)余輝復(fù)合膜。此復(fù)合膜分別顯示出炫麗的顏色

(黃-綠到藍(lán)-綠)，表現(xiàn)出高度的均一性和致密的表面。表示纖維素和

熒光染料或光致發(fā)光堿土金屬鋁酸鹽顆粒有極好的相容性

1.3纖維素徽孔功能化膜：

NaOH/尿素水溶液用5wt%H2SO4,10wt%Na2S04水溶液作為凝固液經(jīng)過(guò)不相同的時(shí)間和溫度下制備重生纖維素微孔膜.這將是一個(gè)潛

在的制備用于分別技術(shù)的不相同孔徑重生纖維素膜的新方法。

2)纖維素微球的制備：

天然高分子微球已經(jīng)寬泛應(yīng)用于色譜、分別科學(xué)、可控制載體和

儲(chǔ)蓄體、生物醫(yī)藥支撐體、環(huán)境和催化劑基體、食品方面、醫(yī)藥工業(yè)

領(lǐng)域等領(lǐng)域。

纖維素水凝膠的制備：

3.1超吸水纖維素水凝膠：

作為一種有吸引力的軟物質(zhì)資料,水凝膠用作食品、食品包裝、

藥品、農(nóng)業(yè)、個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品和電子產(chǎn)品,已經(jīng)成為了寬泛研究的焦點(diǎn).

3.2雜化纖維素水凝膠：

據(jù)悉，雜化水凝膠在Fluor免疫領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用，并作為藥

物傳達(dá)載體和傷口愈合的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)纖維素和CdSe/ZnS量