离子液体制备改性纤维素纤维的研究
纤维素是自然界中最丰富的天然有机物,是可再生资源,具有可降解,价格便宜,对环境没有污染等优点.天然纤维素具有很高的结晶度,且分子间和分子内有大量的氢键,形成网络结构,不溶于水及一般有机溶剂.目前,能够溶解它的溶剂大多有毒,存在不易回收,对环境污染大等问题,这成为开发纤维素的最大障碍.离子液体作为纤维素的新型溶剂,因其具有溶解能力强,蒸汽压极低、不可燃,不挥发,不氧化,热稳定性和化学稳定性好,可回收利用等优点,成为近年来一种新型绿色环境友好溶剂,受到世界各国科学家的极大关注.本研究采用一步法合成离子液体[Bmim]Cl,并用一定浓度的NaOH溶液对木质纤维素进行预处理.在油浴加热条件下使用离子液体[Bmim]Cl对预处理后的木质纤维素进行溶解,通过干湿法纺丝制备纤维素纤维.采用戊二醛对制备的纤维素纤维进行交联,将纤维素与壳聚糖进行共混制备共混纤维.通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、热失重(TGA)、扫描电镜(SEM)、动态力学分析(DMA)以及光学显微镜等手段对纤维素进行分析.并讨论了纤维素纤维制备过程中的影响因素以及离子液体在凝固浴中析出速率.结果表明:纤维素在离子液体中为直接物理溶解,并未发生衍生化反应.碱处理过的木质纤维素的聚合度由610下降到527,晶型从纤维素I转变为纤维素Ⅱ.再生后的纤维素的热分解温度降低.使用干湿法纺丝成功制备了纤维素纤维,纤维表面平整光滑,未见到孔洞结构.试验范围内,较长的溶解时间,较高浓度的纤维素溶液,较长的凝固时间以及较低的凝固温度均有利于纤维素纤维强度的提高.再生纤维素纤维经戊二醛交联后的强度有着明显的变化,与戊二醛浓度,交联温度以及交联时间都有着密切的关系,最佳的交联条件为:戊二醛浓度:4%,温度:50℃,时间:30min.在制备壳聚糖/木质纤维素共混纤维时,壳聚糖的加入导致纤维的取向度和结晶度的下降,从而导致强度的降低.添加壳聚糖后的再生纤维素纤维丝体表面出现明显的沟槽,且沟槽大致呈纵向延伸.
- 作者：
- 李丹
- 学位授予单位：
- 大连工业大学
- 专业名称：
- 材料加工工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 徐德增
- 中图分类号：
- TQ340.6
- 关键词：
- 纤维素；离子液体；壳聚糖；戊二醛
- cellulose； ionic liquid； chitosan； glutaraldehyde