堿溶性羥乙基纖維素溶液的制備及可紡性研究.pdf

1、纖維素是自然界中最豐富的可再生聚合物，具有生物相容性，生物降解性等許多優(yōu)良性能，可以用來制備多種功能的纖維素產(chǎn)品，還可以通過衍生化反應(yīng)制備各種纖維素衍生物，能夠部分代替石油資源，具有廣闊的應(yīng)用前景。纖維素分子結(jié)構(gòu)中含有大量的羥基，容易形成復(fù)雜的分子內(nèi)及分子間氫鍵，使其難以溶解于普通的溶劑中或進(jìn)行熔融加工，直接阻礙了纖維素及其應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。粘膠纖維是傳統(tǒng)纖維素纖維生產(chǎn)工藝的代表，但是由于其生產(chǎn)過程中排放的CS2、H2S等有毒氣體及

2、重金屬，給環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染，因此許多研究人員都在探索新的利用纖維素及其衍生物的方法。本論文探索了堿溶性羥乙基纖維素紡絲原液的制備及可紡性。
　　 羥乙基纖維素(HEC)是纖維素和環(huán)氧乙烷發(fā)生醚化的產(chǎn)物。根據(jù)摩爾取代度(MS)的不同可以分為水溶性和堿溶性兩種醚化物。水溶性的羥乙基纖維素是一種非離子型的水溶性高聚物，具有增稠、懸浮、乳化、粘合、分散、保濕等優(yōu)良的性能，國內(nèi)外已經(jīng)工業(yè)化。低醚化度的羥乙基纖維素不溶于水，但能溶于稀堿溶

3、液中，具有獨(dú)特的堿溶性。由于堿溶性的羥乙基纖維素具有良好的成膜、成纖性能，有望成為繼粘膠纖維、Lyocell纖維之后的又一種具有生命力的纖維素纖維。在石油資源日漸匱乏的今天，其研究意義重大。
　　 在此背景下，本論文采用氣固相反應(yīng)方式合成適合濕法紡絲的堿溶性羥乙基纖維素。首先，確定了堿溶性羥乙基纖維素的合成工藝參數(shù)。當(dāng)醚化溫度為40℃，環(huán)氧乙烷和纖維素質(zhì)量比為0.2～0.75時(shí)，獲得醚化度均一、堿溶性良好的羥乙基纖維素。

4、　　 接著，探討了堿溶性羥乙基纖維素在稀堿溶液中的理想溶解條件。當(dāng)NaOH濃度為8％以上，在0℃以下溶解6～8h且HEC濃度不超過10％，得到高固含量，溶解性良好的羥乙基纖維素溶液，加入尿素作為助溶劑，可使HEC溶解性能明顯提高，保證適當(dāng)減少環(huán)氧乙烷的用量，降低纖維素衍生物的醚化度后的HEC堿溶性，從而降低纖維遇水降解的程度，防止纖維濕強(qiáng)的明顯降低。
　　 最后，利用ARES流變儀對HEC/NaOH/尿素復(fù)合溶液進(jìn)行穩(wěn)態(tài)和動態(tài)