纤维素基材料技术

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,纤维素基产品应用到的部分技术,一、,物理法制备纤维素基功能材料,二、,化学法制备纤维素基功能材料,一、,物理法制备纤维素基功能材料,1.,低分子量的纤维素在,NaOH,水溶液中经冷冻处理可溶解。,氢氧化钠,/,尿素体系、氢氧化钠,/,硫脲体系,低温下能很快溶解纤维素，应用,低温下由氢键驱动的溶剂小分子,(,氢氧化钠、尿素、水,),和纤维素大分子之间动态自组装引起纤维素溶解的机理,，可以得到无硫的,纤维素复丝纤维,。,该法,优点,：适用于制备,再生纤维素纤维,。与黏胶工艺相比，这种方法,所需溶剂价格低廉、对环境污染小，纤维生产工艺简单易行、生产周期短,，是一种有望代替黏胶工艺的生产纤维素纤维的新方法,.,2.,一些结构的,离子液体,可以高效地溶解纤维素。,以离子液体为溶剂、水做为沉淀剂，通过干喷湿纺工艺,可以方便地制备出再生纤维素纤维。常见的离子液体有：,1-,丁基,-3-,甲基咪唑氯盐,(BmimCl),、,1-,烯丙基,-3-,甲基咪唑氯盐,(AmimCl),、,1-,乙基,-3-,甲基咪唑氯盐,(EmimCl),、,1-,丁基,-3-,甲基咪唑醋酸盐,(BmimAc),和,1-,乙基,-3-,甲基咪唑醋酸盐,(EmimAc),等,5,种离子液体,。,优点,：同样适用于制备,再生纤维素纤维,。以离子液体为介质制备纤维素材料的生产工艺，具有,环境友好、生产周期短、溶剂回收方便,等优势，是一种很有潜力的纤维素加工的新方法,.,3.,利用新型的,纤维素非衍生化溶剂,，如,NMMO,、,LiCl/DMAc,、氢氧化锂,/,尿素、离子液体将纤维素,溶解,，然后用,流延法,在玻璃板或模具,(,玻璃模具、聚四氟乙烯模具,),中,铺膜,，,浸泡,在相应的沉淀剂中,再生,，可以得到,透明、均匀、力学性能优异的再生纤维素膜,，可用于异丙醇脱水纯化、超滤、选择性气体分离、细胞的吸附和增殖等方面,.,优点,：气凝胶具有,孔隙率高、比表面积大、密度小、隔热,(,音,),性好,等特点，在众多领域具有潜在应用，如催化、分离、储存、电池、航天、食品、包装、建筑、陶瓷、药物传输、组织工程等,.,4.,以氢氧化钠,/,尿素、氢氧化钠,/,硫脲为溶剂，,低温下将纤维素溶解,，然后升高温度即可实现,溶胶,-,凝胶转变,，得到,纤维素凝胶。,同样，以,四丁基氟化铵,(TBAF)/DMSO,为溶剂，将纤维素溶解，通过调节纤维素的浓度和溶液中水的含量制备出,透明凝胶和不透明凝胶,.,二、化学法制备纤维素功能材料,1.,纤维素酯,纤维素酯是,纤维素与羧酸或羧酸衍生物经过酯化反应制得的一类纤维素衍生物,.,1.1,通过酯化反应,将卟啉分子接在纤维素上,得到了,光电转换材料,，卟啉还赋予了纤维素材料抗菌性能,.,1.2,通过酯化反应,在乙基纤维素上接枝上三苯基胺,，得到溶致变色的,纤维素衍生物,，其显示出蓝,-,绿荧光，在氯仿溶液中的量子效率达,65%,，可在,光电器件领域获得应用,.,2.,纤维素醚,在纤维素上,引入新的功能基团,，能得到新型的功能性纤维素醚,.,2.1,醚化反应在,纤维素上接联苯液晶分子,，得到了,对紫外光吸收能力很强的纤维素材料,；,2.2,以乙基纤维素为原料进行,硅醚化,，得到,气体分离渗透膜,；,2.3,以胆碱型离子液体为介质和反应剂，合成了,季铵盐型纤维素醚,，可做为蛋白和基因的载体。,3.,纤维素接枝共聚物,接枝共聚是制备纤维素功能材料的一种重要方法,.,纤维素通过,自由基聚合、开环聚合、原子转移自由基聚合,(ATRP),、可逆加成,-,断裂链转移聚合,(RAFT),等聚合方式可得到多种纤维素功能材料。,3.1,以,羟乙基纤维素,(HEC),为原料，通过自由基聚合制得了温度和,pH,值双响应的羟乙基纤维素接枝,聚,N-,异丙基丙烯酰胺和聚丙烯酸双接枝聚合物,(HEC-g-PNIPAAm-g-PAA),；,3.2,以,滤纸,为原料，通过,ATRP,进行,表面接枝,，得到了温度和,pH,值双响应的,纤维素接枝聚,(N-,异丙基丙烯酰胺,)-,聚,(4-,乙烯吡啶,),嵌段共聚物,(cellulose-g-(PNIPAAm-b-P4VP),。,4.,纤维素表面修饰,纤维素表面修饰通过对,纤维素材料表面进行等离子体处理、化学接枝含氟分子或硅酸酯、化学气相淀积,(CVD),等，可以得到具有超疏水表面的纤维素材料。,4.1,纤维素表面经过三氟丙酸酰氯或三氯甲基硅烷处理，可得,双疏型的纤维素材料,；,4.2,通过,ATRP,反应在纤维素纳米纤维表面接枝上聚,6-,4-(4-,甲氧基苯基,),偶氮苯氧基己基甲基丙烯酸酯,(PMMAzo),，获得了,双亲表面,.,