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文檔簡(jiǎn)介
1/1纖維素纖維原料改性方法第一部分物理改性:機(jī)械法、熱法、輻射法 2第二部分化學(xué)改性:酯化、醚化、氧化 3第三部分生物改性:酶法、微生物法 6第四部分接枝改性:自由基聚合、表面活性劑法 8第五部分復(fù)合改性:共混、層狀、納米復(fù)合 10第六部分表面改性:涂層、接枝、電鍍 13第七部分功能改性:抗菌、阻燃、導(dǎo)電 16第八部分綠色改性:溶劑法、離子液體法 19
第一部分物理改性:機(jī)械法、熱法、輻射法關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)主題名稱:機(jī)械法改性
1.機(jī)械法改性是通過機(jī)械作用改變纖維素纖維的物理性能和化學(xué)性質(zhì)的一種方法。機(jī)械法改性主要包括拉伸、剪切、磨碎、研磨等工藝。
2.拉伸法是將纖維素纖維沿其纖維軸向施加拉伸力,使纖維伸長(zhǎng)并產(chǎn)生取向,從而提高纖維的強(qiáng)度和模量。
3.剪切法是將纖維素纖維沿其纖維橫向施加剪切力,使纖維斷裂并產(chǎn)生新的剪切表面,從而提高纖維的表面活性。
主題名稱:熱法改性
物理改性:機(jī)械法、熱法、輻射法
機(jī)械法
原理:通過機(jī)械作用改變纖維素纖維的物理結(jié)構(gòu),使其產(chǎn)生新的性能或改善原有性能。
方法:
*拉伸法:將纖維素纖維置于一定的張力下,使其發(fā)生伸長(zhǎng)變形。這種方法可以提高纖維素纖維的強(qiáng)度、模量和韌性。
*擠壓法:將纖維素纖維置于一定的壓力下,使其發(fā)生壓縮變形。這種方法可以提高纖維素纖維的密度和硬度。
*研磨法:將纖維素纖維與磨料一起研磨,使其表面粗糙度增加。這種方法可以提高纖維素纖維的吸附性和染色性。
*剪切法:將纖維素纖維置于剪切應(yīng)力下,使其發(fā)生剪切變形。這種方法可以提高纖維素纖維的流動(dòng)性。
熱法
原理:通過加熱改變纖維素纖維的分子結(jié)構(gòu),使其產(chǎn)生新的性能或改善原有性能。
方法:
*熱定型法:將纖維素纖維加熱到一定溫度,然后快速冷卻。這種方法可以改變纖維素纖維的結(jié)晶度、取向和玻璃化溫度。
*熱分解法:將纖維素纖維加熱到一定溫度,使其發(fā)生分解反應(yīng)。這種方法可以生產(chǎn)出活性炭、碳纖維等新材料。
*熱熔法:將纖維素纖維加熱到熔融狀態(tài),然后紡絲成型。這種方法可以生產(chǎn)出纖維素纖維膜、纖維素纖維復(fù)合材料等新材料。
輻射法
原理:通過輻射改變纖維素纖維的分子結(jié)構(gòu),使其產(chǎn)生新的性能或改善原有性能。
方法:
*γ射線輻照法:將纖維素纖維置于γ射線源下輻照。這種方法可以提高纖維素纖維的強(qiáng)度、模量和耐熱性。
*電子束輻照法:將纖維素纖維置于電子束源下輻照。這種方法可以提高纖維素纖維的強(qiáng)度、模量和抗紫外線性能。
*紫外線輻照法:將纖維素纖維置于紫外線源下輻照。這種方法可以提高纖維素纖維的抗菌性和耐老化性。第二部分化學(xué)改性:酯化、醚化、氧化關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)酯化
1.酯化是指纖維素纖維與酸酐或酸氯等?;瘎┌l(fā)生反應(yīng),生成酯類化合物。
2.酯化改性可以提高纖維素纖維的強(qiáng)度、耐熱性、耐化學(xué)性等性能。
3.酯化改性的纖維素纖維廣泛應(yīng)用于紡織、造紙、醫(yī)藥等領(lǐng)域。
醚化
1.醚化是指纖維素纖維與環(huán)氧乙烷、甲基氯代甲基醚等醚化劑發(fā)生反應(yīng),生成醚類化合物。
2.醚化改性可以提高纖維素纖維的柔軟性、抗皺性、耐水性等性能。
3.醚化改性的纖維素纖維廣泛應(yīng)用于紡織、造紙、醫(yī)藥等領(lǐng)域。
氧化
1.氧化是指纖維素纖維與氧化劑(如過氧化氫、次氯酸鈉等)發(fā)生反應(yīng),生成氧化纖維素。
2.氧化改性可以提高纖維素纖維的強(qiáng)度、耐熱性、耐酸性等性能。
3.氧化改性的纖維素纖維廣泛應(yīng)用于紡織、造紙、醫(yī)藥等領(lǐng)域?;瘜W(xué)改性:酯化、醚化、氧化
酯化和醚化是纖維素纖維最常見的化學(xué)改性方法,通過改變纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)來提高其性能。氧化改性則利用氧化作用改變纖維素的表面特性。
1.酯化改性
酯化改性是將纖維素與酸酐或酸氯化物反應(yīng),在纖維素分子上引入酯基團(tuán)。常用的酯化試劑包括乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐、苯甲酸酐等。酯化改性可以提高纖維素纖維的耐水性、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性,同時(shí)賦予纖維素纖維新的性能,如抗菌性、阻燃性和抗紫外線性等。
2.醚化改性
醚化改性是將纖維素與親核試劑反應(yīng),在纖維素分子上引入醚基團(tuán)。常用的醚化試劑包括甲基氯化物、乙基氯化物、丙基氯化物等。醚化改性可以提高纖維素纖維的柔軟性、彈性、耐水性和耐化學(xué)性。同時(shí),醚化改性還可以改善纖維素纖維的染色性能和加工性能。
3.氧化改性
氧化改性是將纖維素暴露在氧化劑的作用下,引入羰基、羧基等官能團(tuán)。常用的氧化劑包括高錳酸鉀、次氯酸鈉、過氧化氫等。氧化改性可以提高纖維素纖維的吸水性、染色性和抗菌性。同時(shí),氧化改性還可以降低纖維素纖維的強(qiáng)度和剛度。
具體的改性方法和工藝如下:
1.酯化改性
酯化改性的工藝流程一般包括以下步驟:
1)將纖維素纖維浸入酯化試劑溶液中。
2)加熱反應(yīng)一定時(shí)間。
3)水洗中和,除去反應(yīng)后殘留的酸或堿。
4)烘干。
2.醚化改性
醚化改性的工藝流程一般包括以下步驟:
1)將纖維素纖維浸入醚化試劑溶液中。
2)加熱反應(yīng)一定時(shí)間。
3)水洗中和,除去反應(yīng)后殘留的酸或堿。
4)烘干。
3.氧化改性
氧化改性的工藝流程一般包括以下步驟:
1)將纖維素纖維浸入氧化劑溶液中。
2)加熱反應(yīng)一定時(shí)間。
3)水洗中和,除去反應(yīng)后殘留的酸或堿。
4)烘干。
改性效果
酯化、醚化和氧化改性都可以提高纖維素纖維的性能。其中,酯化改性可以提高纖維素纖維的耐水性、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性;醚化改性可以提高纖維素纖維的柔軟性、彈性、耐水性和耐化學(xué)性;氧化改性可以提高纖維素纖維的吸水性、染色性和抗菌性。第三部分生物改性:酶法、微生物法關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)酶法改性
1.纖維素酶法改性是利用纖維素酶和其他酶,如木聚糖酶、果膠酶、過氧化物酶等,對(duì)纖維素纖維表面進(jìn)行修飾,改善其性能和功能。
2.纖維素酶法改性能夠提高纖維素纖維的吸濕性、染色性、柔軟性和抗皺性,同時(shí)還能降低纖維素纖維的結(jié)晶度和增加其表面粗糙度。
3.目前,酶法改性纖維素纖維的研究主要集中在棉纖維、麻纖維、竹纖維和木漿纖維等方面,并取得了較好的效果。
微生物法改性
1.微生物法改性是利用微生物(如細(xì)菌、真菌、酵母菌等)及其代謝產(chǎn)物對(duì)纖維素纖維進(jìn)行修飾,改善其性能和功能。
2.微生物法改性能夠提高纖維素纖維的吸濕性、染色性、柔軟性和抗皺性,同時(shí)還能降低纖維素纖維的結(jié)晶度和增加其表面粗糙度。
3.目前,微生物法改性纖維素纖維的研究主要集中在棉纖維、麻纖維、竹纖維和木漿纖維等方面,并取得了較好的效果。一、酶法改性
酶法改性是一種利用酶催化作用對(duì)纖維素纖維原料進(jìn)行改性的方法。酶法改性具有反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)時(shí)間短、反應(yīng)產(chǎn)物無毒環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),近年來得到了廣泛的研究和應(yīng)用。
1.纖維素酶改性
纖維素酶是一種能夠催化纖維素水解的酶,可以將纖維素分解成葡萄糖或其他小分子糖類。纖維素酶改性是指利用纖維素酶對(duì)纖維素纖維原料進(jìn)行水解,從而改變其結(jié)構(gòu)和性能。纖維素酶改性可以提高纖維素纖維原料的柔軟性、吸濕性、染整性能等。
2.果膠酶改性
果膠酶是一種能夠催化果膠水解的酶,可以將果膠分解成半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖等小分子糖類。果膠酶改性是指利用果膠酶對(duì)纖維素纖維原料中的果膠進(jìn)行水解,從而改變其結(jié)構(gòu)和性能。果膠酶改性可以提高纖維素纖維原料的柔軟性、彈性、光澤度等。
3.木質(zhì)素酶改性
木質(zhì)素酶是一種能夠催化木質(zhì)素降解的酶,可以將木質(zhì)素分解成芳香化合物、脂族化合物等小分子化合物。木質(zhì)素酶改性是指利用木質(zhì)素酶對(duì)纖維素纖維原料中的木質(zhì)素進(jìn)行降解,從而改變其結(jié)構(gòu)和性能。木質(zhì)素酶改性可以提高纖維素纖維原料的脫墨率、漂白率、紙張強(qiáng)度等。
二、微生物法改性
微生物法改性是指利用微生物(如細(xì)菌、真菌)的作用對(duì)纖維素纖維原料進(jìn)行改性的方法。微生物法改性具有反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)時(shí)間短、反應(yīng)產(chǎn)物無毒環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),近年來也得到了廣泛的研究和應(yīng)用。
1.細(xì)菌法改性
細(xì)菌法改性是指利用細(xì)菌對(duì)纖維素纖維原料進(jìn)行改性的方法。細(xì)菌法改性可以提高纖維素纖維原料的柔軟性、吸濕性、染整性能等。例如,可以用枯草芽孢桿菌對(duì)棉纖維進(jìn)行改性,可以提高棉纖維的柔軟性和吸濕性。
2.真菌法改性
真菌法改性是指利用真菌對(duì)纖維素纖維原料進(jìn)行改性的方法。真菌法改性可以提高纖維素纖維原料的柔軟性、彈性、光澤度等。例如,可以用木霉對(duì)麻纖維進(jìn)行改性,可以提高麻纖維的柔軟性和彈性。
3.酵母菌法改性
酵母菌法改性是指利用酵母菌對(duì)纖維素纖維原料進(jìn)行改性的方法。酵母菌法改性可以提高纖維素纖維原料的柔軟性、吸濕性、染整性能等。例如,可以用假絲酵母對(duì)粘膠纖維進(jìn)行改性,可以提高粘膠纖維的柔軟性和吸濕性。第四部分接枝改性:自由基聚合、表面活性劑法關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)接枝改性:自由基聚合
1.自由基聚合改性是將單體通過自由基聚合反應(yīng)接枝到纖維素纖維表面,從而改變纖維素纖維的性能和功能。
2.自由基聚合改性的反應(yīng)條件溫和,適用于各種類型的纖維素纖維,改性后纖維素纖維的性能得到改善,如提高了纖維素纖維的強(qiáng)度、剛度、韌性、吸濕性和阻燃性等。
3.自由基聚合改性的方法有很多種,如溶液聚合法、熔融聚合法、氣相聚合法等,不同的方法具有不同的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn),可根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的改性方法。
接枝改性:表面活性劑法
1.表面活性劑法是利用表面活性劑的吸附作用和分散作用,將單體吸附到纖維素纖維表面,然后通過化學(xué)反應(yīng)將單體接枝到纖維素纖維上,從而改變纖維素纖維的性能。
2.表面活性劑法改性具有工藝簡(jiǎn)單、成本低、效率高的優(yōu)點(diǎn),但改性后的纖維素纖維性能可能受到表面活性劑的影響,因此需要選擇合適的表面活性劑。
3.表面活性劑法改性的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,如用于紡織品、造紙、復(fù)合材料、醫(yī)藥等領(lǐng)域,可根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域選擇合適的改性方法和表面活性劑。接枝改性:自由基聚合、表面活性劑法
#自由基聚合
自由基聚合是通過自由基引發(fā)劑引發(fā)纖維素纖維上的單體聚合,從而實(shí)現(xiàn)接枝改性的方法。具體過程如下:
1.前處理:將纖維素纖維用堿液或其他溶劑處理,以去除纖維表面的雜質(zhì)和油脂,提高纖維的反應(yīng)活性。
2.引發(fā)劑處理:將纖維素纖維與自由基引發(fā)劑混合,然后加熱或輻照引發(fā)劑,使其分解產(chǎn)生自由基。
3.單體聚合:將單體加入到纖維素纖維和引發(fā)劑的混合物中,單體在自由基的作用下發(fā)生聚合反應(yīng),并在纖維素纖維表面形成接枝聚合物。
自由基聚合法接枝改性的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)條件溫和,改性后纖維的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性較好。但該方法也有缺點(diǎn),如自由基引發(fā)劑對(duì)纖維素纖維有一定的損傷,單體的選擇性較差,接枝聚合物的分布不均勻等。
#表面活性劑法
表面活性劑法是利用表面活性劑的親脂性和親水性,將單體和表面活性劑混合,形成膠束,然后將纖維素纖維浸入膠束溶液中,單體在表面活性劑的幫助下吸附到纖維表面,并發(fā)生聚合反應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)接枝改性。具體過程如下:
1.前處理:將纖維素纖維用堿液或其他溶劑處理,以去除纖維表面的雜質(zhì)和油脂,提高纖維的反應(yīng)活性。
2.膠束形成:將單體、表面活性劑和水混合,在攪拌或加熱的條件下形成膠束。
3.接枝改性:將纖維素纖維浸入膠束溶液中,単體在表面活性劑的幫助下吸附到纖維表面,并在引發(fā)劑的作用下發(fā)生聚合反應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)接枝改性。
表面活性劑法接枝改性的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)條件溫和,改性后纖維的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性較好,接枝聚合物的分布均勻。但該方法也有缺點(diǎn),如表面活性劑會(huì)對(duì)纖維素纖維有一定的損傷,單體的選擇性較差,接枝聚合物的分子量較低等。第五部分復(fù)合改性:共混、層狀、納米復(fù)合關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)共混復(fù)合
1.共混復(fù)合是指將不同種類的纖維素纖維與其他聚合物或纖維按一定比例混合,通過物理或化學(xué)方法制備成復(fù)合材料的過程。
2.共混復(fù)合可以改善纖維素纖維的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性、阻燃性、抗紫外線性能等,同時(shí)可以降低成本。
3.共混復(fù)合常用的方法包括熔融共混、溶液共混、乳液共混、原位聚合等。
層狀復(fù)合
1.層狀復(fù)合是指將纖維素纖維與其他材料層狀排列,通過物理或化學(xué)方法制備成復(fù)合材料的過程。
2.層狀復(fù)合可以改善纖維素纖維的力學(xué)性能、阻隔性能、耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性等。
3.層狀復(fù)合常用的方法包括層壓成型、真空袋成型、熱壓成型等。
納米復(fù)合
1.納米復(fù)合是指將納米級(jí)材料與纖維素纖維復(fù)合,通過物理或化學(xué)方法制備成復(fù)合材料的過程。
2.納米復(fù)合可以改善纖維素纖維的力學(xué)性能、導(dǎo)電性、磁性、光學(xué)性能等。
3.納米復(fù)合常用的方法包括原位合成、溶液混合、熔融混合等。纖維素纖維原料復(fù)合改性
復(fù)合改性是將兩種或兩種以上改性劑同時(shí)作用于纖維素纖維原料,或者將纖維素纖維原料與其他材料復(fù)合,從而獲得具有多種性能的改性纖維素纖維原料。復(fù)合改性可以顯著提高纖維素纖維原料的綜合性能,使其在紡織、造紙、化工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
#1.共混改性
共混改性是指將兩種或兩種以上改性劑同時(shí)作用于纖維素纖維原料,使其分子鏈或微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,從而獲得具有多種性能的改性纖維素纖維原料。共混改性劑的選擇非常廣泛,可以是天然的或合成的聚合物、無機(jī)材料、金屬化合物等。
例如,將纖維素纖維原料與聚酯纖維共混,可以獲得具有高強(qiáng)度的改性纖維素纖維原料。將纖維素纖維原料與粘膠纖維共混,可以獲得具有柔軟舒適手感的改性纖維素纖維原料。將纖維素纖維原料與無機(jī)材料共混,可以獲得具有阻燃性能的改性纖維素纖維原料。
#2.層狀改性
層狀改性是指在纖維素纖維原料表面形成一層改性層,從而改變其表面性質(zhì)和性能。層狀改性劑的選擇也非常廣泛,可以是天然的或合成的聚合物、無機(jī)材料、金屬化合物等。
例如,在纖維素纖維原料表面涂覆一層聚乙烯醇,可以獲得具有防水防油性能的改性纖維素纖維原料。在纖維素纖維原料表面涂覆一層氧化鋅,可以獲得具有抗菌性能的改性纖維素纖維原料。
#3.納米復(fù)合改性
納米復(fù)合改性是指在纖維素纖維原料中引入納米級(jí)材料,從而改變其微觀結(jié)構(gòu)和性能。納米復(fù)合改性劑的選擇也非常廣泛,可以是天然的或合成的無機(jī)材料、金屬化合物等。
例如,在纖維素纖維原料中加入納米碳管,可以獲得具有高導(dǎo)電性的改性纖維素纖維原料。在纖維素纖維原料中加入納米銀,可以獲得具有抗菌性能的改性纖維素纖維原料。
復(fù)合改性的優(yōu)點(diǎn)與應(yīng)用
復(fù)合改性可以顯著提高纖維素纖維原料的綜合性能,使其在紡織、造紙、化工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
復(fù)合改性纖維素纖維原料具有以下優(yōu)點(diǎn):
*具有多種性能,可以滿足不同的應(yīng)用需求。
*能夠提高纖維素纖維原料的強(qiáng)度、剛度、韌性等機(jī)械性能。
*能夠改善纖維素纖維原料的阻燃、防水防油、抗菌等性能。
*能夠提高纖維素纖維原料的染色性能和抗皺性能。
復(fù)合改性纖維素纖維原料在紡織、造紙、化工等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
在紡織領(lǐng)域,復(fù)合改性纖維素纖維原料可用于生產(chǎn)各種服裝、家紡、工業(yè)用紡織品等。
在造紙領(lǐng)域,復(fù)合改性纖維素纖維原料可用于生產(chǎn)各種紙張、紙板等。
在化工領(lǐng)域,復(fù)合改性纖維素纖維原料可用于生產(chǎn)各種塑料、橡膠、涂料等。第六部分表面改性:涂層、接枝、電鍍關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)表面改性:涂層
1.涂層技術(shù)可以顯著提升纖維素纖維的性能,包括增強(qiáng)其耐磨性、防水性、阻燃性、抗皺性和抗菌性等,從而擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。
2.涂層材料的選擇及其工藝至關(guān)重要,需要考慮其與纖維素纖維的相容性、涂層工藝的適用性以及涂層的性能要求等因素。
3.涂層技術(shù)在紡織、造紙、醫(yī)療等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,可滿足消費(fèi)者對(duì)高性能纖維素纖維產(chǎn)品的需求。
表面改性:接枝
1.接枝改性是指將聚合物或其他官能團(tuán)接枝到纖維素纖維表面,從而賦予其新的性質(zhì)和功能。
2.接枝改性可通過化學(xué)法、物理法、生物法等多種方法實(shí)現(xiàn),具體工藝選擇取決于接枝改性的目的和要求。
3.接枝改性纖維素纖維具有優(yōu)異的性能,如增強(qiáng)其強(qiáng)度、韌性、阻燃性、耐水解性等,在復(fù)合材料、吸附劑、催化劑等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。
表面改性:電鍍
1.電鍍是指在纖維素纖維表面沉積一層金屬或其他物質(zhì),從而改善其導(dǎo)電性、抗腐蝕性、耐磨性等性能。
2.電鍍工藝主要包括電解鍍、化學(xué)鍍和物理氣相沉積等,不同的電鍍工藝具有不同的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。
3.電鍍纖維素纖維在電子、電氣、汽車、航空航天等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。表面改性:涂層、接枝、電鍍
纖維素纖維的表面改性是指通過物理或化學(xué)方法改變纖維素纖維表面的結(jié)構(gòu)或性質(zhì),以提高纖維素纖維的性能或賦予其新的功能。表面改性方法主要包括涂層、接枝和電鍍。
#涂層
纖維素纖維的涂層是指在纖維素纖維表面涂覆一層或多層薄膜,以改變纖維素纖維的表面性質(zhì)。涂層材料可以是天然的或合成的,可以是無機(jī)的或有機(jī)的。
涂層方法主要包括:
*浸漬法:將纖維素纖維浸入涂層溶液中,然后將其取出并干燥。浸漬法是涂層最簡(jiǎn)單的方法,但涂層厚度通常較薄。
*噴涂法:將涂層溶液噴灑到纖維素纖維表面上,然后將其干燥。噴涂法可以獲得較厚的涂層,但涂層均勻性較差。
*輥涂法:將涂層溶液涂覆到纖維素纖維表面上,然后將其干燥。輥涂法可以獲得較厚的涂層,并且涂層均勻性較好。
*電泳涂裝法:將纖維素纖維浸入涂層溶液中,然后在纖維素纖維和涂層溶液之間施加電壓。電泳涂裝法可以獲得較厚的涂層,并且涂層均勻性較好。
涂層可以提高纖維素纖維的耐磨性、防污性、阻燃性和抗菌性。涂層還可以改變纖維素纖維的顏色和光澤。
#接枝
纖維素纖維的接枝是指將聚合物或其他化學(xué)基團(tuán)接枝到纖維素纖維表面上,以改變纖維素纖維的性能或賦予其新的功能。接枝方法主要包括:
*自由基接枝法:在纖維素纖維表面產(chǎn)生自由基,然后將聚合物或其他化學(xué)基團(tuán)接枝到自由基上。這種方法通常需要使用引發(fā)劑或輻射。
*離子接枝法:在纖維素纖維表面產(chǎn)生離子,然后將聚合物或其他化學(xué)基團(tuán)接枝到離子。這種方法通常需要使用電解質(zhì)或酸堿。
*酶促接枝法:使用酶將聚合物或其他化學(xué)基團(tuán)接枝到纖維素纖維表面上。這種方法通常更溫和,并且對(duì)纖維素纖維的損傷較小。
接枝可以提高纖維素纖維的強(qiáng)度、彈性、耐磨性、阻燃性和抗菌性。接枝還可以賦予纖維素纖維新的功能,如抗靜電性、吸濕性和透濕性。
#電鍍
纖維素纖維的電鍍是指在纖維素纖維表面電沉積一層金屬或合金,以改變纖維素纖維的性能或賦予其新的功能。電鍍方法主要包括:
*陰極電鍍:將纖維素纖維作為陰極,將金屬或合金作為陽極,然后在纖維素纖維和金屬或合金之間施加電壓。陰極電鍍法可以獲得較厚的金屬或合金鍍層,但鍍層均勻性較差。
*陽極電鍍:將纖維素纖維作為陽極,將金屬或合金作為陰極,然后在纖維素纖維和金屬或合金之間施加電壓。陽極電鍍法可以獲得較薄的金屬或合金鍍層,但鍍層均勻性較好。
電鍍可以提高纖維素纖維的導(dǎo)電性、耐腐蝕性和耐磨性。電鍍還可以賦予纖維素纖維新的功能,如抗菌性和催化活性。
表面改性是提高纖維素纖維性能或賦予其新的功能的重要方法。涂層、接枝和電鍍是三種常見的表面改性方法,每種方法都有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。選擇合適的表面改性方法可以根據(jù)纖維素纖維的具體性能要求和應(yīng)用領(lǐng)域來決定。第七部分功能改性:抗菌、阻燃、導(dǎo)電關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)【抗菌纖維素纖維】:
1.抗菌纖維素纖維是指通過改性處理,賦予纖維素纖維抗菌性能的功能性纖維。
2.抗菌改性方法主要有物理改性法、化學(xué)改性法和生物改性法。物理改性法包括等離子體處理、紫外線照射、微波輻照等方法,通過破壞微生物的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)抗菌效果。化學(xué)改性法包括化學(xué)鍵合抗菌劑、溶劑交換法等方法,通過將抗菌劑與纖維素纖維結(jié)合實(shí)現(xiàn)抗菌效果。生物改性法包括酶處理、微生物處理等方法,通過利用微生物或酶來產(chǎn)生抗菌物質(zhì)實(shí)現(xiàn)抗菌效果。
3.抗菌纖維素纖維具有廣譜抗菌性、長(zhǎng)效抗菌性、安全無毒和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域、食品包裝領(lǐng)域、軍用防護(hù)領(lǐng)域等。
【阻燃纖維素纖維】:
纖維素纖維原料功能改性:抗菌、阻燃、導(dǎo)電
#一、抗菌改性
纖維素纖維具有天然的抗菌性,但隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,纖維素纖維的抗菌性逐漸下降。為了提高纖維素纖維的抗菌性,研究人員對(duì)纖維素纖維進(jìn)行了抗菌改性。
抗菌改性方法主要包括:
(1)物理改性:通過物理方法,改變纖維素纖維的表面結(jié)構(gòu),使其具有抗菌性。例如,通過電暈放電、等離子體處理、紫外線照射等方法,可以在纖維素纖維表面引入親水性基團(tuán),從而提高纖維素纖維的抗菌性。
(2)化學(xué)改性:通過化學(xué)方法,將抗菌劑引入纖維素纖維中,賦予纖維素纖維抗菌性。例如,通過接枝共聚、溶液共混、表面涂層等方法,可以在纖維素纖維表面引入抗菌劑,從而提高纖維素纖維的抗菌性。
(3)生物改性:通過生物方法,利用微生物或酶的作用,將抗菌物質(zhì)引入纖維素纖維中,賦予纖維素纖維抗菌性。例如,通過發(fā)酵、酶解等方法,可以在纖維素纖維表面引入抗菌多肽、抗菌肽等抗菌物質(zhì),從而提高纖維素纖維的抗菌性。
#二、阻燃改性
纖維素纖維是一種易燃的材料,在火災(zāi)中很容易被點(diǎn)燃并迅速蔓延。為了提高纖維素纖維的阻燃性,研究人員對(duì)纖維素纖維進(jìn)行了阻燃改性。
阻燃改性方法主要包括:
(1)物理改性:通過物理方法,改變纖維素纖維的結(jié)構(gòu),使其具有阻燃性。例如,通過熱處理、輻射處理、電暈放電等方法,可以在纖維素纖維表面形成致密保護(hù)層,從而提高纖維素纖維的阻燃性。
(2)化學(xué)改性:通過化學(xué)方法,將阻燃劑引入纖維素纖維中,賦予纖維素纖維阻燃性。例如,通過接枝共聚、溶液共混、表面涂層等方法,可以在纖維素纖維表面引入阻燃劑,從而提高纖維素纖維的阻燃性。
(3)生物改性:通過生物方法,利用微生物或酶的作用,將阻燃物質(zhì)引入纖維素纖維中,賦予纖維素纖維阻燃性。例如,通過發(fā)酵、酶解等方法,可以在纖維素纖維表面引入阻燃多肽、阻燃肽等阻燃物質(zhì),從而提高纖維素纖維的阻燃性。
#三、導(dǎo)電改性
纖維素纖維是一種絕緣材料,不導(dǎo)電。為了賦予纖維素纖維導(dǎo)電性,研究人員對(duì)纖維素纖維進(jìn)行了導(dǎo)電改性。
導(dǎo)電改性方法主要包括:
(1)物理改性:通過物理方法,改變纖維素纖維的結(jié)構(gòu),使其具有導(dǎo)電性。例如,通過碳化、石墨化等方法,可以在纖維素纖維表面形成導(dǎo)電層,從而賦予纖維素纖維導(dǎo)電性。
(2)化學(xué)改性:通過化學(xué)方法,將導(dǎo)電劑引入纖維素纖維中,賦予纖維素纖維導(dǎo)電性。例如,通過接枝共聚、溶液共混、表面涂層等方法,可以在纖維素纖維表面引入導(dǎo)電劑,從而賦予纖維素纖維導(dǎo)電性。
(3)生物改性:通過生物方法,利用微生物或酶的作用,將導(dǎo)電物質(zhì)引入纖維素纖維中,賦予纖維素纖維導(dǎo)電性。例如,通過發(fā)酵、酶解等方法,可以在纖維素纖維表面引入導(dǎo)電多肽、導(dǎo)電肽等導(dǎo)電物質(zhì),從而賦予纖維素纖維導(dǎo)電性。第八部分綠色改性:溶劑法、離子液體法關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)溶劑法
1.溶劑法是一種利用溶劑對(duì)纖維素進(jìn)行改性的方法,該方法具有反應(yīng)條件溫和、改性程度高、改性產(chǎn)物性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。
2.溶劑法改性的關(guān)鍵步驟包括溶劑的選擇、溶解條件的優(yōu)化以及改性反應(yīng)的進(jìn)行。
3.溶劑法的改性效果受到溶劑的極性、溶解度、沸點(diǎn)等因素的影響,因此需要根據(jù)不同的改性目的選擇合適的溶劑。
離子液體法
1.離子液體法是一種利用離子液體對(duì)纖維素進(jìn)行改性的方法,該方法具有反應(yīng)條件溫和、改性程度高、改性產(chǎn)物性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。
2.離子液體法改性的關(guān)鍵步驟包括離子液體的選擇、溶解條件的優(yōu)化以及改性反應(yīng)的進(jìn)行。
3.離子液體法的改性效果受到離子液體的種類、極性、粘度等因素的影響,因此需要根據(jù)不同的改性目的選擇合適的離子液體。一、溶劑法
溶劑法是利用溶劑使纖維素溶解,然后在溶液中進(jìn)行化學(xué)改性的一種方法。溶劑法具有改性反應(yīng)條件溫和、改性程度可控、改性產(chǎn)物易于分離等優(yōu)點(diǎn)。常用的溶劑有二甲基亞砜(DMSO)、N-甲基嗎啉-N-氧化物(NMMO)、鋰離子液體等。
1、二甲基亞砜(DMSO)法
DMSO法是目前應(yīng)用最廣泛的纖維素溶劑法改性方法之一。DMSO是一種極性非質(zhì)子溶劑,可以溶解纖維素。在DMSO溶液中,纖維素分子鏈可以發(fā)生溶脹、伸展,從而提高纖維素的反應(yīng)活性。常見的DMSO法改性方法包括:
*乙?;涸贒MSO溶液中加入乙酸酐和吡啶,可以將纖維素羥基乙?;梢阴@w維素。乙酰纖維素具有良好的耐熱性、耐候性和阻燃性,廣泛應(yīng)用于紡織、包裝、汽車等領(lǐng)域。
*酯化:在DMSO溶液中加入脂肪酸氯化物或酸酐,可以將纖維素羥基酯化,生成酯化纖維素。酯化纖維素具有良好的耐油性和耐溶劑性,廣泛應(yīng)用于涂料、粘合劑、塑料等領(lǐng)域。
*醚化:在DMSO溶液中加入醚化
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