用于成纖的羥丙基纖維素的制備及溶液性質研究.pdf

1、纖維素是地球上最為豐富的天然高分子資源，是可再生的有機資源。然而纖維素分子間存在大量的氫鍵，聚集態(tài)結構復雜，結晶度高，一般有機和無機溶劑很難溶解纖維素。纖維素的溶解是天然纖維素進行加工成產品的核心問題。傳統(tǒng)的方法由于其生產過程中會產生二硫化碳、硫化氫等有害物質，造成環(huán)境污染，將逐漸被新的方法所淘汰。因此，開發(fā)纖維素衍生物的方向，有望使纖維素這一豐富資源得到有效利用。
　　 羥丙基纖維素(HPC)是纖維素與環(huán)氧丙烷醚化后的產物。低

2、取代度的HPC不溶于水，但可溶于低溫的堿溶劑體系中，在堿液中溶解快速、均勻，紡絲溶液穩(wěn)定，有望通過濕法紡絲得到干濕強度較高的纖維。本文研究了氣固相合成羥丙基纖維素的方法，并研究溶解行為以及溶液的性質。
　　 將堿纖維素與環(huán)氧丙烷在捏合機中進行醚化反應。利用氣固相法合成低取代度的HPC。實驗表明，當醚化劑用量為20％(環(huán)氧丙烷與纖維素的質量比)，堿纖維素的壓榨比為3.0，醚化溫度為60℃，醚化時間為2.5h時，制備得到了醚化均勻、

3、醚化效率較高的HPC。通過紅外光譜、核磁共振、X射線衍射對HPC進行結構測試，可知HPC的醚化度為0.23，醚化劑有效利用率為41.51％，結晶度為64.51％，纖維素分子鏈上成功接上了羥丙基基團。
　　 醚化度為0.23的HPC在溶解溫度為5℃、溶解時間為0.5h的條件下，可很好的溶解于質量分數為8％～9％的NaOH溶液中，溶解度可達到8.5％。隨著溫度降低、醚化度增大，溶解度增大。通過烏氏粘度計測試溶液的特性粘度，結果表明，

4、低溫溶解效果較好。并對HPC在堿溶劑中的溶解機理作了初步探討。
　　 對醚化產物以及溶液的穩(wěn)定性進行研究，結果表明醚化物在低溫時降解速度慢，醚化物更穩(wěn)定。HPC溶液在4℃下比在30℃下粘度下降更慢，醚化度較高的溶液更穩(wěn)定。通過動態(tài)溫度掃描，可知醚化度為0.23、溶液質量分數為7％的HPC溶液的凝膠溫度為57℃，醚化度越高，凝膠溫度越低。
　　 通過ARES應力控制流變儀對溶液的流變性進行測試，結果表明HPC溶液隨溫度升高