纖維素基材料技術(shù)

1、纖維素基產(chǎn)品應(yīng)用到的部分技術(shù)一、物理法制備纖維素基功能材料二、化學(xué)法制備纖維素基功能材料 一、一、物理法制備纖維素基功能材料 1. 低分子量的纖維素在NaOH 水溶液中經(jīng)冷凍處理可溶解。氫氧化鈉/ 尿素體系、氫氧化鈉/硫脲體系低溫下能很快溶解纖維素，應(yīng)用低溫下由氫鍵驅(qū)動(dòng)的溶劑小分子( 氫氧化鈉、尿素、水)和纖維素大分子之間動(dòng)態(tài)自組裝引起纖維素溶解的機(jī)理，可以得到無硫的纖維素復(fù)絲纖維。 該法優(yōu)點(diǎn)：適用于制備再生纖維素纖維。與黏膠工藝相比，這種方法所需溶劑價(jià)格低廉、對(duì)環(huán)境污染小，纖維生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單易行、生產(chǎn)周期短，是一種有望代替黏膠工藝的生產(chǎn)纖維素纖維的新方法. 2.一些結(jié)構(gòu)的離子液體可以高效地溶解

2、纖維素。以離子液體為溶劑、水做為沉淀劑，通過干噴濕紡工藝可以方便地制備出再生纖維素纖維。常見的離子液體有：1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽( BmimCl) 、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽( AmimCl ) 、1-乙基-3-甲基咪唑氯鹽( EmimCl ) 、1-丁基-3-甲基咪唑醋酸鹽(BmimAc ) 和1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽(EmimAc) 等5 種離子液體。 優(yōu)點(diǎn)：同樣適用于制備再生纖維素纖維。以離子液體為介質(zhì)制備纖維素材料的生產(chǎn)工藝，具有環(huán)境友好、生產(chǎn)周期短、溶劑回收方便等優(yōu)勢(shì)，是一種很有潛力的纖維素加工的新方法. 3.利用新型的纖維素非衍生化溶劑，如NMMO、LiCl /DMAc

3、、氫氧化鋰/ 尿素、離子液體將纖維素溶解，然后用流延法在玻璃板或模具( 玻璃模具、聚四氟乙烯模具) 中鋪膜，浸泡在相應(yīng)的沉淀劑中再生，可以得到透明、均勻、力學(xué)性能優(yōu)異的再生纖維素膜，可用于異丙醇脫水純化、超濾、選擇性氣體分離、細(xì)胞的吸附和增殖等方面. 優(yōu)點(diǎn)：氣凝膠具有孔隙率高、比表面積大、密度小、隔熱( 音) 性好等特點(diǎn)，在眾多領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用，如催化、分離、儲(chǔ)存、電池、航天、食品、包裝、建筑、陶瓷、藥物傳輸、組織工程等. 4.以氫氧化鈉/ 尿素、氫氧化鈉/ 硫脲為溶劑，低溫下將纖維素溶解，然后升高溫度即可實(shí)現(xiàn)溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變，得到纖維素凝膠。 同樣，以四丁基氟化銨( TBAF) /DMSO為溶

4、劑，將纖維素溶解，通過調(diào)節(jié)纖維素的濃度和溶液中水的含量制備出透明凝膠和不透明凝膠.二、化學(xué)法制備纖維素功能材料 1.纖維素酯 纖維素酯是纖維素與羧酸或羧酸衍生物經(jīng)過酯化反應(yīng)制得的一類纖維素衍生物. 1.1通過酯化反應(yīng)將卟啉分子接在纖維素上得到了光電轉(zhuǎn)換材料，卟啉還賦予了纖維素材料抗菌性能. 1.2 通過酯化反應(yīng)在乙基纖維素上接枝上三苯基胺，得到溶致變色的纖維素衍生物，其顯示出藍(lán)-綠熒光，在氯仿溶液中的量子效率達(dá)65% ，可在光電器件領(lǐng)域獲得應(yīng)用.2.纖維素醚 在纖維素上 引入新的功能基團(tuán)，能得到新型的功能性纖維素醚. 2.1醚化反應(yīng)在纖維素上接聯(lián)苯液晶分子，得到了對(duì)紫外光吸收能力很強(qiáng)的纖維素材

5、料；2.2以乙基纖維素為原料進(jìn)行硅醚化，得到氣體分離滲透膜；2.3以膽堿型離子液體為介質(zhì)和反應(yīng)劑，合成了季銨鹽型纖維素醚，可做為蛋白和基因的載體。3.纖維素接枝共聚物 接枝共聚是制備纖維素功能材料的一種重要方法. 纖維素通過自由基聚合、開環(huán)聚合、原子轉(zhuǎn)移自由基聚合( ATRP)、可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合(RAFT) 等聚合方式可得到多種纖維素功能材料。3.1以羥乙基纖維素( HEC) 為原料，通過自由基聚合制得了溫度和pH 值雙響應(yīng)的羥乙基纖維素接枝聚N-異丙基丙烯酰胺和聚丙烯酸雙接枝聚合物(HEC-g-PNIPAAm-g-PAA) ； 3.2以濾紙為原料，通過ATRP 進(jìn)行表面接枝，得到了溫度和pH 值雙響應(yīng)的纖維素接枝聚(N-異丙基丙烯酰胺) -聚(4-乙烯吡啶) 嵌段共聚物( cellulose-g-( PNIPAAm-b-P4VP) )。 4.纖維素表面修飾 纖維素表面修飾通過對(duì)纖維素材料表面進(jìn)行等離子體處理、化學(xué)接枝含氟分子或硅酸酯、化學(xué)氣相淀積( CVD) 等，可以得到具有超疏水表面的纖維素材料。4.1纖維素表面經(jīng)過三氟丙酸酰氯或三氯甲基硅