離子液體中改性植物纖維制備功能化復(fù)合膜的研究.pdf

1、植物秸稈是一種可再生生物質(zhì)，具有生物降解性、生物相容性以及良好的力學(xué)性能等特點。但由于植物秸稈復(fù)雜的纖維結(jié)構(gòu)以及其不溶于水和一般溶劑，很難對其直接利用。針對以上問題，本論文通過物理法和化學(xué)法對植物纖維進行改性，采用離子液體為溶劑，制備了功能化復(fù)合纖維膜等材料。
　　本論文采用一步法制備了1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯鹽([EMIM][DEP])等四種離子液體，并對纖維素溶解能力進行測定，發(fā)現(xiàn)[EMIM][DEP]對纖維素具有最強

2、的溶解性能，固液比為1:15，T=90℃，t=1.5 h，纖維素的溶解率達100％。首次采用超聲輔助和 NaOH溶液潤脹的方法提取植物纖維素，結(jié)果表明植物秸稈經(jīng)超聲輔助和 NaOH溶液潤脹后的失重率比單純 NaOH溶液潤脹植物纖維得到的失重率提高了15.8%，纖維素含量高達89.5%。在[EMIM][DEP]中，當(dāng)固液比為1:30，T=90℃，t=2 h，植物纖維的溶解率達100%。
　　在離子液體中首次對植物纖維和絲素纖維(Si

3、lk Fiber, SF)進行羧基化改性和接枝共聚改性，短時間內(nèi)提高了羧基含量和接枝率。當(dāng) T=90℃，t=2 h，羧基桑纖維(Carboxy Mulberry Fiber, CMF)的羧基含量為12.3%，當(dāng) T=60℃，t=2 h，CMF和 SF的接枝率為28.9%。
　　采用流涎法制備了 CMF/SF復(fù)合膜、桑纖維/竹纖維(Mulberry Fiber/Bamboo Fiber, MF/BF)復(fù)合膜等生物質(zhì)膜，測定了他們的吸

4、水率、溶脹率、拉伸強度等物化性能，通過掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了每種生物質(zhì)膜的形貌，采用 FTIR、XRD、TGA等方法對生物質(zhì)膜進行表征。結(jié)果表明：CMF/SF復(fù)合膜具有較強的吸水性能和溶脹能力，吸水率和溶脹率分別為485%和252%；MF/BF復(fù)合膜具有較強的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能，其熱解溫度為269℃，拉伸強度為33.2 MPa；植物纖維經(jīng)離子液體溶解再生后由Ⅰ型纖維素轉(zhuǎn)變?yōu)棰蛐屠w維素；CMF/SF復(fù)合膜和 MF/SF復(fù)合膜的表面