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.     

羟乙基纤维素/NaOH溶液体系动态黏度特性

碱溶性羟乙基纤维素(HEC)具有独特的碱溶性和成纤性能,采用气固相反应制备碱溶性HEC.研究了碱溶性HEC纺丝原液在不同温度、不同质量分数和不同角频率下的动态黏度特性,表明HEC/NaOH溶液为切力变稀的非牛顿流体.溶液动态黏度随HEC质量分数的增加呈非线性增大.由于HEC的半刚性分子链,溶液黏度对角频率,尤其对温度的变化不敏感.     

稳定剂对乳化沥青蒸发残留物性能的影响

通过测定乳化沥青蒸发残留物15℃延度、25℃针入度、软化点、黏温性、四组分分布以及薄膜烘箱试验(TFOT)老化前后60℃动力黏度比、针入度比和软化点增量,考察纳米二氧化硅(SiO2)、羟乙基纤维素(HEC)和聚乙烯醇(PVA)3种稳定剂对乳化沥青蒸发残留物性能和乳化沥青蒸发残留物TFOT老化前后性能变化的影响。结果表明:3种稳定剂可显著降低蒸发残留物延度,当w(SiO2)=0～1.2%、w(HEC)=0～0.18%、w(PVA)=0～0.18%时,延度呈明显下降趋势,且降低幅度由大到小为加入SiO2、HEC、PVA;针入度受w(SiO2)影响较大,随w(SiO2)的增大呈明显下降趋势,而受w(HEC)和w(PVA)的影响不大;在60～110℃内,黏度随w(SiO2)增大而增大,w(HEC)和w(PVA)对黏度影响不大;3种稳定剂对软化点及四组分分布影响不明显;乳化沥青蒸发残留物老化前后60℃动力黏度比、软化点增量和针入度比受w(SiO2)影响较大,随w(SiO2)的增大分别呈现下降、下降和增大趋势,而受w(HEC)和w(PVA)的影响不大。     

丙酰氧丙基纤维素液晶的合成与表征

以羟丙基纤维素(HPC)为原料,通过酯化反应合成了丙酰氧丙基纤维素(PPC),通过FT-IR表征其化学结构.以POM和DSC方法研究了产物的液晶相转变、织态结构及其影响因素.结果表明,产物PPC具有明显的热致液晶性能,且呈现出胆甾型液晶的彩色条纹织构;反应条件对产物丙酰基含量和液晶性能有显著影响,随反应温度提高和丙酰氯用量增加,产物丙酰基的取代度先增大,后趋于稳定;其相转变温度和温域随丙酰基取代度改变而相应变化,随丙酰基的取代度增大,产物的熔点降低,液晶温度范围变宽.     

纤维素在ZnCl_2水溶液中的溶解性能及再生结构

比较了不同质量分数的ZnCl2水溶液溶解不同聚合度纤维素的能力,发现:质量分数为65.0%以下的ZnCl2水溶液不能溶解纤维素;当ZnCl2水溶液的质量分数达到或超过65.0%时,未被水分子饱和的Zn2+可与纤维素分子链作用,使纤维素溶解,且65.0%的ZnCl2水溶液的溶解效果最佳;随着纤维素聚合度的增大,其溶解性能下降;经ZnCl2水溶液溶解后的再生纤维素的聚合度下降.广角X-射线衍射(WAXD)分析表明再生纤维素为纤维素Ⅱ结晶变体;傅里叶变换红外光谱(FT-IR)显示ZnCl2水溶液是纤维素的非衍生化溶剂,且再生纤维素分子内的氢键减弱.     

高取代度淀粉苯甲酸酯的水相法制备及其性质

以玉米淀粉为原料,苯甲酰氯(BC)为酯化剂,在水相中制备了淀粉苯甲酸酯(SB),并对其理化性质进行了系统研究.实验结果表明,最佳的反应条件为:BC与AGU摩尔比为3. 0,NaOH与BC摩尔比为1. 95,反应时间1 h,反应温度24℃,此时,取代度(DS)可达到0. 66. FTIR分析表明淀粉分子上成功接入了苯甲酰基团,羟基峰随取代度增大不断减弱; SEM测试显示淀粉苯甲酸酯基本保留原有的颗粒型态,颗粒表面形貌遭到了一定程度的破坏; XRD测试表明淀粉苯甲酸酯的结晶结构被破坏,微晶区已经完全消失,亚微晶区相对完整;接触角的变化表明淀粉苯甲酸酯与原淀粉相比具有更强的疏水性;同时淀粉苯甲酸酯具有优良的乳化性能且当取代度为0. 30时性能最佳;热重分析表明淀粉苯甲酸酯的持水力比原淀粉弱,耐温性较差.     

HEC/CMC复配溶液协同效应的流变学研究

为了研究不同类型纤维素醚之间的协同效应,采用黏度和动态力学测试方法,以羟乙基纤维素(HEC)与羧甲基纤维素(CMC)复配体系为研究对象,通过对两种纤维素醚按不同质量比例复配水溶液的表观黏度、流变性及动态力学参数的变化,分析离子/非离子型纤维素醚间相互作用的机理.实验结果表明,HEC/CMC复配体系可以形成协同增黏效应并且降低触变性,提高溶液微观结构稳定性.协同作用在m(HEC)∶m(CMC)接近1∶1时趋于明显;当m(HEC)∶m(CMC)为2∶1时,可部分形成共用电子域效应;当m(HEC)∶m(CMC)为1∶2时,组分间协同作用较弱,溶液结构稳定性相对较差.     

羟乙基纤维素对产层的保护作用

用半渗隔板法测定了控乙基纤维素(简称HEC)对岩心毛管力的影响,利用岩心流动试验仪测定了未酸化HEC和经酸化后的HEC对岩心渗透率的影响.试验结果表明,未酸化的HEC对岩心的渗透率有严重的损害,而被HEC污染的岩心,经酸化后其渗透率能完全恢复.酸溶试验表明,HEC经15％盐酸酸化后溶液的粘度几乎与15％盐酸溶液的粘度一样.从而证明,HEC对产层起保护作用的主要原因在于HEC容易被酸化.这一结论与R.N.Tuttle等人的试验结果相吻合.     

纤维素月桂酸酯的制备及其结构和性能表征

在均相体系下,以微晶纤维素为原料,以月桂酰氯为酯化试剂,吡啶为催化脱酸剂制备纤维素月桂酸酯,研究了酯化试剂用量、反应温度、反应时间对纤维素月桂酸酯取代度和得率的影响,确定了合成纤维素月桂酸酯的适宜条件为：酰氯用量16 mol（基于纤维素上羟基摩尔数）,反应温度100 ℃,反应时间10 h,此时纤维素月桂酸酯的得率为3108 %,取代度达248。采用红外光谱和核磁共振氢谱对纤维素月桂酸酯的结构进行了表征,证明了纤维素已发生酯化反应。接触角实验结果表明,所得纤维素月桂酸酯的接触角随取代度增加而增加,取代度>16时产物具有极强的疏水性。     

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.