预处理对纤维素微结构和反应性能影响的研究

本文研究用乙二胺、乙醇胺、ZnCl_2和NaOH水溶液、水-丙酮-NaOH系统、液氨分别预处理棉绒浆粕以及这些化学试剂对纤维素纤维微细结构和反应性能的影响。用X-射线衍射方法研究纤维素纤维原纤间和原纤内润胀的机理,证明经由化学活化处理,纤维的微细结构发生很大变化,可及度和反应性能得到相当大的提高,这一机理可进一步应用于纤维素纤维的酯醚化反应和其他改性。     

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.     

低取代度羟丙基纤维素的制备及影响因素分析

将碱纤维素与环氧丙烷进行醚化反应,利用气固相法合成低取代度的羟丙基纤维素(HPC).研究了环氧丙烷质量分数、压榨比、醚化温度对HPC的醚化度及环氧丙烷有效利用率的影响.结果表明:HPC的最佳合成条件为环氧丙烷质量分数为20%(与纤维素的质量比),碱纤维素的压榨比为3.0,醚化温度为60℃.通过核磁共振对HPC进行结构测试,可知HPC的醚化度为0.23,环氧丙烷有效利用率为41.51%,纤维素分子链上成功接上了羟丙基基团.     

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.     

不同搅拌桨对反应结晶效果的影响

在直径为0.285m的立式搅拌槽中，通过测定氯化钾溶液结晶的平均粒径、分布以及不同桨型的混合时间，对CBY桨、锚式桨等桨型在反应结晶过程中的效果进行了实验研究。结果表明，大直径(D/T=0.67)的下压式两叶CBY+三叶后掠桨的组合，最适用于反应结晶过程，而工业中适用于降温结晶操作的锚式桨，不能同时满足结晶与反应的要求。晶体平均粒径d_m与叶端线速度v的0.15~1.76次方成反比，晶体大颗粒分数x_(0.45~0.6mm) 与叶端线速度v的1.7~3.59次方成反比。     

叔戊烯合成甲基叔戊基醚的反应动力学

以催化裂化(FCC)汽油中分离出的C5馏分为原料,用修正的UNIFAC方法计算反应体系中的组分活度,并对活度模型和浓度模型进行比较.分别采用R-E机理和L-H机理对甲基叔戊基醚(TAME)的醚化过程进行研究,得出R-E机理模型较优.在模型建立的过程中用复合型法和非线性最小二乘法估算动力学参数.结果表明:对于非理想体系,用活度代替浓度进行动力学研究是正确的,所得R-E模型能够准确地验证平衡转化率及醚化反应结果.     

聚酯反应器的流动特性与传热的研究

EG/PTA酯化反应大多在带导流筒换热器的搅拌槽内进行 ,搅拌槽的传热特性是影响酯化的重要因素。本实验在直径为 0.5m带导流筒的搅拌槽内 ,使用 5叶CBY螺旋桨 ,以水为物系 ,分别测量了在常温下及沸腾前后搅拌槽的功率准数和循环流量准数 ,研究了沸腾对这两个准数的影响。测量了沸腾状态下酯化反应搅拌槽内的总传热系数并回归得到了换热器管内外传热膜系数的关联式。所得到的传热关联式可以为相似构件的搅拌反应器的设计和优化提供参考。     

生物质三组分热解反应及动力学的比较

采用热重分析法考察了生物质中三种主要成分纤维素、半纤维素和木质素的热解反应行为,以Coats-Redfern积分法对实验数据进行动力学解析,建立了该三组分热解反应的动力学模型。结果表明,分子结构上的不同使得该三组分的热解特性存在明显差异;在所考察的温区内纤维素的失重量约为86%,半纤维素模型化合物木聚糖的失重量为69%左右,而木质素的失重量仅为51%;热解反应深度按照纤维素、木聚糖和木质素的顺序依次降低;木质素和木聚糖的热解反应均可以用两个分段二级动力学方程来描述,但纤维素在低温区和高温区分别遵循一级和二级动力学规律。     

高取代度阳离子淀粉合成反应动力学研究

研究了半干法制备高取代度阳离子淀粉的反应动力学过程,讨论了不同温度、反应物料配比、催化剂用量等反应条件对淀粉醚化反应速率的影响．结果表明,提高反应温度,反应速率明显加快,反应程度与体系黏度的变化并无直接关系,淀粉阳离子化反应符合二级动力学的反应机理,阳离子醚化反应的表观活化能E_(?)=76．5 kJ/mol．醚化反应速率随着体系中醚化剂和催化剂浓度的增加而升高,但副反应也逐渐加剧．     

微晶纤维素预辐照接枝甲基丙烯酸反应研究

采用预辐照方法将甲基丙烯酸接枝到微晶纤维素粉末上.研究了辐照剂量、单体浓度、反应时间和温度等因素对接枝反应的影响;用ESR研究了反应机理,表明辐照后,微晶纤维素表面产生了过氧化(或沦陷)自由基,由它引发接枝共聚.使用IR光谱、SEM、X—衍射等手段对接枝共聚物进行了表征.     

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.     

纤维素黄原酸酯对水中Ni~(2+)离子的吸附研究

采用脱脂棉与二硫化碳反应制备纤维素黄原酸酯,并对含镍离子的废水进行吸附研究,考察了吸附温度、吸附时间、溶液pH值以及吸附剂用量等因素对吸附率及吸附量的影响.结果表明,当吸附温度为50℃、吸附时间为2h、溶液pH值为8.0、吸附剂用量为2.0g时,纤维素黄原酸酯对镍离子吸附量可达26.11mg/g,吸附率97.18%.纤维素黄原酸酯对镍离子的吸附效果较好而且纤维素黄原酸酯的制备工艺简单,是一种高效、价廉的水处理剂.     

金属离子对纤维素碱性降解影响的初步研究

以纤维素二糖、微晶纤维素及脱脂棉作为纤维素模型物,分别考察K+、Mg2+和Ca2+对纤维素碱性降解性能的影响.结果表明:金属离子的种类、用量及反应时间均会影响纤维素的碱性降解.K+对纤维素碱性降解有促进作用,Mg2+和Ca2+则会抑制纤维素碱性降解反应;并且随着金属离子用量的增加及反应时间的延长,K+的促进作用及Mg2+、Ca2+的抑制作用愈加明显.     

棉纤维素辐射降解的后效应

目的 研究棉纤维素的辐射解的后效应。方法 用毛细管粘度计法在不同时间测定经＾６０Ｃｏγ射线和高能电子辐射后棉纤维素的粘度。结果 辐射后一段时间内棉纤维素的工不断降低,１５ｄ左右时恒定,结论棉纤维素存在辐射后效应,且辐射的总效应与吸收剂量的对数呈线性关系。     

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。     

纤维素酶对纤维素纤维酶解动力学的研究

提出了纤维素酶对纤维素纤维的酶解率与处理时间和酶的初始浓度的经验关系式,以及纤维素酶对纤维水解反应的动力学解示方程,该方程能有效地预测和控制生化处理中纤维素酶对织物的加工过程。利用动力学方程,能够得到酶浓度无限大时纤维经过t时间处理后的最大酶解量（Ymax）和半最大酶解常数K‘。实验结果表明,在相同的实验条件下,SF纤维素酶对纤维的酶解极限程度为粘胶>棉>亚麻纤维,而要达到相同的酶解率,亚麻纤维所需的酶用量最高,棉其次,而粘胶最低。纤维的酶解速率与纤维素酶的浓度有很大的关系,在低浓度的情况下,酶解速率与酶浓度近似成正比,而在高浓度的情况下,酶浓度的增加对酶解的促进作用逐渐减弱,因此,在实际的工艺处理过程中,选择过高的酶浓度是不合理的。     

用木屑制备羧甲基纤维素

研究了以木屑为原料制备羧甲基纤维素.最佳条件为:纤维素(g)∶NaOH(g)∶氯乙酸(g)=1.0∶1.1∶1.2;以85%乙醇为溶剂,碱化温度为30～35℃,时间为60～90min;醚化温度为70℃,时间为150～180min;产品的粘度大于550mPa·s,取代度大于0.65,有效成分大于85%,氯化物小于3%.     

铜试剂螯合纤维吸附性能研究

以预处理后的棉纤维为骨架，通过间接醚化法，接枝合成最新型铜试剂敷合纤维素，并对其吸附性能进行了研究。