不同預(yù)處理?xiàng)l件對(duì)檸檬桉木質(zhì)纖維素膜性能的影響.pdf

1、I摘要隨著石油基資源持續(xù)減少，人們對(duì)木質(zhì)纖維素基資源具有極大興趣。木材是木質(zhì)纖維素基資源主要來源之一，但由于木材細(xì)胞壁化學(xué)組成復(fù)雜且各組分之間結(jié)合緊密，極大地限制了各組分的精制以及相對(duì)應(yīng)地木質(zhì)纖維素基材料的開發(fā)。傳統(tǒng)溶劑對(duì)木材溶解和分離方法存在能耗大或污染環(huán)境等問題，離子液體作為一種新興的綠色溶劑能有效溶解木材。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，離子液體在可持續(xù)發(fā)展的未來必將扮演重要角色。將離子液體用于纖維素和木質(zhì)纖維素復(fù)合材料的制備，不僅能減少

2、對(duì)石油基原料的依賴，而且能增加木質(zhì)纖維原料的使用。本研究以檸檬桉（Eucalyptuscitrioda）木材為研究對(duì)象，將其去皮干燥后，在液氮冷凍的條件下用高通量組織研磨儀研磨成木粉，經(jīng)過不同預(yù)處理后，用離子液體溶解，然后利用水蒸氣作為凝固浴制備木質(zhì)纖維素再生膜。分別用SEM、FTIR、XRD、TGA、DSC、UVVis和力學(xué)試機(jī)對(duì)再生膜進(jìn)行性能測(cè)定和結(jié)構(gòu)表征，用于討論14二氧六環(huán)抽提、高強(qiáng)度超聲和干燥方式等預(yù)處理方法及其相互結(jié)合對(duì)再生

3、木質(zhì)纖維素膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。此外，進(jìn)一步分析了14二氧六環(huán)濃度和不同超聲時(shí)間對(duì)再生膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。研究的主要結(jié)論如下：1.不同預(yù)處理結(jié)合方法對(duì)桉樹木質(zhì)纖維素膜性能特征影響的研究中發(fā)現(xiàn)：未經(jīng)14二氧六環(huán)預(yù)處理的原料在離子液體中溶解時(shí)間長(zhǎng)，得到的懸浮液粘度小，經(jīng)過沉淀凝固后無法獲得完整的再生膜。比較溶解前后木質(zhì)纖維素的結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，原料中纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu)為Ⅰ型，經(jīng)溶解再生后轉(zhuǎn)變成Ⅱ型，且結(jié)晶程度也出現(xiàn)較大程度的下降。這種結(jié)構(gòu)上的變化，也導(dǎo)

4、致了再生膜熱穩(wěn)定性弱于木質(zhì)纖維原料，且在升溫過程出現(xiàn)了明顯放熱過程，而木質(zhì)纖維原料主要表現(xiàn)為吸熱。比較不同預(yù)處理結(jié)合方法發(fā)現(xiàn)，冷凍干燥能有效縮短原料溶解時(shí)間，超聲能有效降低原料的相對(duì)結(jié)晶度，致使Wun主要熱分解的起始溫度明顯高于超聲預(yù)處理原料。Fd90結(jié)晶程度和拉伸強(qiáng)度要明顯高于Ffn和Fun。另外，UVC和UVB波段的紫外光均不能透過三種再生膜，且UVA波段的紫外光透射率非常低。相比微晶纖維素再生膜材料，木質(zhì)纖維素膜對(duì)紫外線的吸收程度

5、要遠(yuǎn)高于微晶纖維素再生膜材料，而可見光和近紅外光的透射率要低于微晶纖維素再生膜材料。2.比較不同14二氧六環(huán)濃度預(yù)處理對(duì)木質(zhì)纖維原料和再生木質(zhì)纖維素膜的結(jié)構(gòu)性能影響。結(jié)果顯示：隨著14二氧六環(huán)抽提濃度的增加，原料的相對(duì)結(jié)晶度表現(xiàn)為先增加后趨于穩(wěn)定，在離子液體中完全溶解所需時(shí)間變短，原料的主要開始分解溫度和主要分解峰值溫度為也逐漸減小。再生膜的木質(zhì)素含量、主要分解峰值溫度和分解范圍為Fd80＞Fd85＞Fd90。Fd90結(jié)晶程度、拉伸強(qiáng)度