草本植物纖維素提取、溶解及成膜性能的研究.pdf

1、纖維素是地球上最為豐富的天然高分子材料之一,可再生性使其具有優(yōu)良的性能和廣泛的應用。傳統(tǒng)的纖維素溶解方法因具有嚴重的環(huán)境污染性而逐漸被溶解性能好、無污染、易回收的新型纖維素溶解體系所替代。其中直接溶解纖維素的N.甲基嗎啉-N-氧化物(NMMO)綠色工藝最為人們所關注。該工藝主要用于透氣性、吸濕性強的Lyocell纖維的制備,還有望用于制備力學性能優(yōu)良、可生物降解、微孔徑易于控制的纖維素薄膜。
　　 但是,該工藝的原料多為可再生樹

2、木纖維素,這與我國森林面積極其有限的國情十分不符。所以,本論文選擇資源豐富但利用率卻很低的草本植物為原料,主要研究草本植物纖維素的提取,纖維素的綠色溶解,及纖維素薄膜的性能:
　　 首先,本論文選擇三角黃草、蘆葦、水草、稻草等幾種草本植物為原料,分別進行成分分析,并且利用銅氨法測定其聚合度。結(jié)果表明,這幾種草本植物以三角黃草中纖維素的含量最高,聚合度最高。鑒于聚合度對纖維素應用的影響,本論文選擇三角黃草為代表進行應用研究。

3、>　　 其次,利用堿液煮煉法對草本植物纖維素進行提取,實驗表明纖維素提取的適宜條件為堿液濃度為13％,煮煉時間為3 h。同時,利用磷酸酸析-Fenton氧化工藝對草漿黑液進行了初步的處理,可使得CODer去除率達到95％,色度大大降低,而且可有效提取木質(zhì)素,得到附加值較高的磷酸副產(chǎn)物。
　　 最后,利用綠色無污染的NMMO工藝溶解纖維素并制得表面均勻的纖維素薄膜。實驗表明纖維素溶液的粘度隨著纖維素濃度的增加而增大,隨著溫度的增

4、加而減小。加入添加劑氯化銨、二甲基亞砜后,溶液的粘度隨著添加劑的加入而顯著減小;且二甲基亞砜對纖維素溶液粘度的影響比氯化銨更為明顯。
　　 通過單因素試驗、正交實驗,考察纖維素濃度、溶解溫度、凝固浴溫度和濃度對纖維素薄膜的力學性能的影響。確定了制備纖維素薄膜的適宜工藝條件為:纖維素的濃度為9％,溶解溫度為105℃,凝固浴為去離子水,溫度為20℃。加入氯化銨、二甲亞砜、納米二氧化硅等添加劑后,薄膜的力學性能得到了一定的改善,其中以