生物质棉纤维再生纤维素膜的制备与性能分析

以天然生物质棉纤维为原料,采用氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺(Li Cl/DMAC)溶解体系对其进行活化处理,配置不同质量分数的纤维素有机溶液系列,在不同凝固浴条件下,采用KW-4A匀胶机高速旋涂成膜和AFA-Ⅱ自动涂膜器低速平推成膜2种工艺,制备再生纤维素薄膜系列。通过运用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)和表面接触角测试仪等分析设备对再生纤维素膜的大分子结构、力学性能、结晶度、热稳定性和表面浸润性进行各项性能的系列化表征,研究纤维素质量分数、凝固浴种类、制膜工艺对膜性能的影响。实验结果表明:采用KW-4A匀胶机高速成膜工艺、凝固浴为水浴、纤维素质量分数为3.5%时,制备的再生纤维素膜的各项性能最佳;与天然生物质棉纤维相比,再生纤维素膜结晶度变化很大,热稳定性与棉纤维变化趋势一致但有一定程度下降,表面浸润性良好。     

NMMO工艺纤维素膜结晶结构

以纤维素为原料,N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)为溶剂,采用相转化法制备非对称纤维素膜.利用X-射线衍射法对该工艺纤维素膜的结晶结构进行分析,讨论了铸膜液浓度、凝固浴温度及添加剂对膜结晶度的影响.结果表明:纤维素Ⅰ在NMMO.H2O中溶解并固化成膜后,得到的是纤维素Ⅱ,而不能形成纤维素Ⅰ;提高铸膜液中纤维素浓度、凝固浴温度及抗氧化剂(没食子酸丙酯)用量都可使该工艺纤维素膜的结晶度增大,添加少量的NH4Cl致使纤维素膜的结晶度有所下降.     

对NaOH/尿素法制备纤维素膜的孔结构的控制

为达到采用环境友好的工艺制备孔结构可控的纤维素膜的目的,以wNaOH=6%和w尿素=4%的水溶液为纤维素溶剂,采用浸渍沉淀相分离法制备了纤维素膜,考察了纤维素浓度、凝固浴种类、不溶性致孔剂添加量对纤维素膜微观形貌、平均孔径和孔隙率的影响规律。结果表明,使用wHCl=3%的水溶液做凝固浴,通过向制膜液中添加微量ZnO粉体,可制得孔隙率0.90左右、平均孔径成倍可调的纤维素膜。使用醇类做凝固浴可显著降低纤维素膜的孔隙率。上述因子的组合为制备具有灵活的孔隙率和平均孔径的纤维素膜提供了可能。     

对NaOH/尿素法制备纤维素膜的孔结构的控制

为达到采用环境友好的工艺制备孔结构可控的纤维素膜的目的,以wNaOH=6%和w尿素=4%的水溶液为纤维素溶剂,采用浸渍沉淀相分离法制备了纤维素膜,考察了纤维素浓度、凝固浴种类、不溶性致孔剂添加量对纤维素膜微观形貌、平均孔径和孔隙率的影响规律。结果表明:使用wHCl=3%的水溶液做凝固浴,通过向制膜液中添加微量ZnO粉体,可制得孔隙率0.90左右、平均孔径成倍可调的纤维素膜。使用醇类做凝固浴可显著降低纤维素膜的孔隙率。上述因子的组合为制备具有灵活的孔隙率和平均孔径的纤维素膜提供了可能。     

NMMO法纤维素膜的制备及力学性能

利用NMMO(N-甲基吗琳-N-氧化物)溶解纤维素并制备纤维素包装膜,研究了不同浆粕种类、聚合度和工艺条件对纤维素膜力学性能的影响.结果表明:以聚合度为1 460的针叶木浆为原料,浆粕质量分数为7%,凝固浴中水的体积分数为100%,凝固浴温度为20℃.增塑剂中甘油体积分数为30%时可制得力学性能较好的纤维素膜.     

铸膜液温度和预蒸发时间对玉米秸秆纤维素膜性能的影响

采用多聚甲醛/二甲基亚砜为溶剂溶解玉米秸秆纤维素,纤维素质量分数为6.5%,改变铸膜液温度以及预蒸发时间进行刮膜,以水为凝固浴,得到玉米秸秆纤维素膜.采用紫外可见分光光度计、万能材料试验机和水通量测试对膜进行表征,得出最佳铸膜液温度为20℃和最佳预蒸发时间为30min,此时膜的拉伸强度为58.75MPa,断裂伸长率为22.49%,且所制备的膜具有较好的透光性.     

凝固浴条件对Lyocell膜表面结构和性能的影响

利用原子力显微镜（AFM）测定了不同凝固浴条件下制得的纤维素膜的表面形貌，通过分析膜表面孔径大小和分布发现，Lyocell膜表面的平均孔径随着凝固浴温度和凝固浴中NMMO浓度的升高而增大，且径孔分布有变宽的趋势。     

正交法设计分析制膜条件对纤维素膜力学性能的影响

选择气隙高度、凝固浴温度、拉伸速度3种工艺参数作为研究对象,并设计3因素4水平的正交实验来分析制膜条件对纤维素膜力学性能的影响.通过结果分析得出:影响纤维素膜力学性能的主要因素为凝固浴温度,其次为拉伸速度以及气隙高度.最优的制膜条件为:气隙高度32,mm,凝固浴温度20,℃、拉伸速度500,mm/min.最优组合所得纤维素膜拉伸强度为13.68,MPa、断裂伸长率为79.37%.对最优组合、正交表中综合评分最高值与最低值3种试样进行结晶度与断面结构的对比,结晶度分别为63.27%、72.7%、54.74%,在膜断面结构方面,最优组合膜较另外两者呈现出更均匀且致密的断面结构.     

凝固浴的质量分数对聚醚砜(PES)起滤膜微结构和性能的影响

通过改变聚醚砜成膜时凝固浴的质量分数,测试了在不同凝固浴质量分数所成膜的水通量、尿素、肌酐去除率.     

相转化法制备氧化铝陶瓷膜

以聚醚砜(PES)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)和α-Al2O3粉体为原料,水为凝固浴,采用相转化法和高温烧结技术制备氧化铝陶瓷膜.考察了凝固浴中NMP质量分数和烧结温度等对膜结构和形貌的影响.试验结果表明,当NMP质量分数大于20%,成膜性能下降;在烧结过程中,有机物质分解挥发,初生膜的多层分离结构得到保留,且随着烧结温度的提高,Al2O3粒子晶粒逐渐增大,最终形成陶瓷膜结构.     

反应工艺对纤维素醚化反应效果的研究

用精制棉纤维素为原料,分别用捏和机和搅拌式反应釜进行纤维素的醚化反应活性研究,并分别用氯乙醇和一氯乙酸为醚化剂,制备羟乙基纤维素和羧甲基纤维素。研究结果表明,在高强度搅拌的情况下,采用搅拌式反庆釜进行纤维素的醚化反应,纤维素有较好的醚化反应活性,表现在醚化反应效率提高、产品在水溶液中的透光性增强等方面皆比用捏 合机的方法好。因此提高反应过程的搅拌强度,是研制取代均一性好的纤维素醚化产品的较好方法。     

用荞麦皮制备氰乙基纤维素的研究

报道了从荞麦皮中提取纤维素为原料 ,采用非均相法和均相法制备氰乙基纤维素的方法 ,并用 IR、元素分析及 X-衍射对结构进行了确证     

植物纤维素合成酶研究进展

纤维素是自然界分布最广、含量最多的一种多糖,占植物碳含量的50%以上。在植物中,纤维素是细胞壁的主要组分和承重元件,由纤维素合成酶复合体(CSCs)在质膜上催化合成。笔者综述了纤维素合成酶(CESA)的类型、结构、互作基因及关于CSCs结构、组装、运输的研究进展。植物细胞壁分为初生细胞壁和次生细胞壁,不同类型细胞壁中控制纤维素合成的CSCs由不同类型的纤维素合成酶(CESA)构成,且CSCs中CESAs的比例可能具有物种特异性。大多数植物中CESAs的化学计量比都是1∶1∶1,但在杨树的应力木组织中次生细胞壁相关CESAs的化学计量比为8∶3∶1。CSCs在高尔基体上装配并通过跨高尔基体网络分泌到质膜,而质膜上CSCs的丰度和分布很大程度上决定了纤维素的定向沉积。纤维素的合成和定向沉积在植物生长发育及抵御胁迫过程中发挥重要的作用。目前已发现多个关键基因通过与CSCs中特定CESA互作来识别和调控CSCs的运输。CESAs基因的表达水平也是影响纤维素合成的重要因素,油菜素甾醇等激素能通过调控CESAs的表达来控制纤维素的合成。未来在CESA功能、CSCs结构模型、CSCs中不同类型CESA所占比例、CSCs组装和运输与纤维素合成速度之间的关系,以及CESA基因的表达调控机制等方面可运用基因编辑技术进一步开展工作,从而完善植物纤维素合成的调控机制。     

环氧细菌纤维素的合成工艺研究

以细菌纤维素为原料,在非均相体系中与环氧氯丙烷反应,合成了环氧化细菌纤维素.研究了反应条件:如环氧氯丙烷用量、NaOH用量、反应温度及反应时间对环氧基含量的影响.结果表明:合成EBC的最佳条件为反应温度35℃,反应时间3h,细菌纤维素以干重计算约0.5g,环氧氯丙烷的用量为30 mL,w=30％ NaOH的用量为40 ...     

Adsorption Equation and Adsorption Paramenter of Cellulase to Cellulose Fibres in Biofinishing

Adsorption isotherms for SF cellulase from Trichoderma pseudokoningii on cotton, flax and viscose yarns were investigated to provide information about cellulase-cellulose binding on different types of cellulosic fibres. The half-saturation constants and maximum adsorption constants suggest that SF cellulase has greater affinity for viscose than for cotton and greater affinity for cotton than for flax. It is suggested that this is related to the different crystallinities and microporous structures of these fibre types. The fraction of adsorbable protein in the total cellulase was found to be the same for each of the three cellulase substrates.     

变性棉纤维素形态结构观察及分析

通过对棉纤维素变性前后形态结构的观察分析，为在纺织、印染、铅并泥浆降失水剂等方面研制不同需要的产品提供理论依据。     

羟丙基羧甲基纤维素工艺及反应机理研究

研究碱纤维素分别经环氧丙烷和氯乙酸醚化制备羟丙基羧甲基纤维素(HPCMC)醚(摩尔取代度0.22左右,羧甲基取代度0.70～0.85)的方法,探讨了HPCMC的工艺条件和反应机理.正交试验的结果表明,随着HPCMC取代度(DS)和羟丙基摩尔取代度(MS)的增加,该复合醚的水溶液粘度和耐酸性提高.研究还发现,用表氯醇低度交联的HPCMC,其耐酸性有进一步的提高.所制备的产品可用于食品、饮料、涂料和钻井泥浆等方面.     

Solubility Behaviour of Cellulose in a Sodium Hydrate/Urea/Thiourea Aqueous Solvent

Cellulose pulps were directly dissolved in a green solvent of sodium hydrate/urea/thiourea/water with different composition for the purpose to prepare new regenerated cellulose fibers or films. The results showed that the highest solubility of cellulose in the solvent with the composition of 8/8/6.5/77.5. The results revealed that the pulp feeding sequence, stirring rate, pre-treatment of pulp and pulp size affected the cellulose concentration in the green solvent. Accordingly, the more effective dissolution method was proposed in order to get higher concentration of cellulose. Furthermore, the properties of solution prepared by different kinds of pulps in the solvent were investigated by ARES rheometer. Rheologieal analyses indicated that all cellulose aqueous solutions in their high concentration were pseudoplastic fluids and sensitive to temperature and tended to transform to gel when temperature increased.     

季铵阳离子纤维素醚的合成

以碱性棉短绒纤维素为原料、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为醚化剂,合成了季铵盐阳离子纤维素醚,对NaOH与醚化剂的摩尔比、醚化反应温度、时间等因素对合成产物的影响进行了分析,并采用红外光谱对产物的结构进行了鉴定.实验发现:在25℃下,经30%的NaOH溶液处理1 h的纤维素保水值高,反应性能良好;在异丙醇稀释剂中,NaOH和醚化剂的摩尔比为1.2、醚化反应温度为45℃、反应时间为3 h时,醚化产物的取代度达1.15.分别用甲醇、乙醇、异丙醇和丙酮作醚化反应稀释剂,发现产物性能随有机稀释剂的溶度参数——氢键分量的减小而提高,其中以丙酮作为稀释剂制备出的产物取代度为1.19,透光率为98.1%,性能最优异.红外光谱分析证实棉短绒纤维素实现了阳离子化.     

功能化修饰纳米纤维素的结肠靶向给药载体

 纳米纤维素（cellulose nanocrystals,CNCs）具有优异的生物理化性能,可作为一种理想的新型药物载体。以马来酸酐酯化纳米纤维素（MA-CNCs）为载体,通过酯化反应进一步引入氨基酸连接臂,再与妥舒沙星（TFLX）偶联,得到新型妥舒沙星-氨基酸-马来酸酐酯化纳米纤维素药物轭合物（TFLX-A-MA-CNCs）。采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）表征技术验证了妥舒沙星与马来酸酐酯化纤维素成功偶联。场发射扫描电镜（FE-SEM）观察发现MA-CNCs 可以较好地包覆药物。对TFLX-A-MACNCs药物轭合物在模拟胃液、小肠液和结肠液中的释药行为进行分析,结果表明MA-CNCs 载体对药物具有良好的包载性,且可实现结肠靶向释药。