大创申报书华东理工

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1、项目编号华东理工大学大学生创新创业训练计划创新训练类项目申报书项目名称项目所属一级学科化学工程与技术项目负责人项目组成员指导教师所在学院化工学院填报日期2013.04.17华东理工大学教务处制表-10-填表说明一、本表要求按顺序逐项填写，项目要实事求是，讲究诚信，不能有雷同，表达要明确、严谨。空缺项要填“无”。一律用A4纸打印，于左侧装订成册。二、申请参加本项目团队人数不得超过4人（1人为立项负责人，参与合作研究者1-3人）。三、申请参加本项目的个人或团队必须聘请教师作为项目指导教师，并请指导教师在申请书上签名。四、项目执行周期一般为1年半五、本表由指

2、导教师所在院系初审，签署意见后，一式三份（均为原件），由院系统一报送教务处教学质量保障办公室-10-一、项目基本情况项目名称天然长棉纤的化学改性及其高性能化项目所属一级学科（哲学、经济学、法学、文学、理学、工学、医学和管理学中的一种或多种跨学科）工学项目来源□学生自选课题R导师科研项目R与专业实践相关□与课程设计相关□与竞赛相关，如果是，请填写竞赛名称：是否以USRP课题为基础□是R否如果是，请填写USRP课题编号和名称：负责人姓名学号所在院系专业手机E-mail参与组员指导教师联系电话职务/职称教授主要研究方向化学工程-10-二、项目申请理由项目背景

3、和意义（选题的来源，国内外同类研究工作的现状、方法、难点等，前期准备工作）选题来源下一代材料、产品、工艺是朝着可持续发展、生态工业、生态效益、绿色化学的方向发展。由可再生的生物质原料生产的生物降解塑料和生物相容性复合材料被视为是非常有前途的材料，用它们可以来代替合成聚合物并减少全球对化石燃料的依赖。据估计，世界消耗石油的速度是自然界生成它的100000倍。随着全球环保意识的增强，社会关注度的提高，石油资源的枯竭，可持续发展概念的提出，新环保法的施行，人们开始寻找环境友好型的新产品和新工艺。多糖是地球上最丰富的天然聚合物，结构多样并有令人难以置信的各种生

4、物功能。纤维素是地球上最多的一种多糖，是高等植物细胞壁中的主要物质，随着环境保护和生物相容性产品需求的不断增加，纤维素被认为是生产材料的一种取之不尽用之不竭的原料，每年可通过光合作用生成的400亿吨纤维素，除了由植物合成外，纤维素还可以由藻类、细菌、真菌和原生动物等合成。由于其含量丰富，相对成本较低，以及其性能可以通过化学改性进行修改，纤维素成为商业上最为重要的多糖，纤维素及其衍生物应用范围非常广，每年销量在几千万吨以上。在各种天然植物中，棉花是最纯的纤维素原料，其纤维素质量分数0.93kg/kg以上。2012年全球棉花产量在1700万吨左右，我国棉花

5、年产量约在600~700万吨，而新疆是我国最大的优质商品棉生产基地，产量已超过全国的三分之一。新疆棉花区在20世纪90年代后发展迅猛。包括新疆和河西走廊一带，种植面积稳中有升。新疆棉花以纤维长、色泽洁白、拉力强著称，是我国最具有发展潜力的棉区。新疆地区日照充足，早晚温差大，水土光热资源丰富，气候干旱少雨，种植棉花条件得天独厚，近几年棉花种植面积增加很快，所得到的原棉色泽好。国内外同类研究工作的现状、方法、难点目前工业上制备纤维素是以棉花和木材作为原料，从棉纤维中清除非纤维素杂质的精制过程通常包括下列几个步骤：先将棉花在100℃以上与氢氧化钠溶液共煮，洗

6、涤后用次氯酸盐溶液漂白纤维，再洗涤，然后再用盐酸或硫酸溶液处理，以除去灰分，最后用水洗涤。这一精制纤维的方法各国都采用，似乎是一个通用的工艺过程，在这个工艺过程中，由于采用了高浓度的强碱溶液和高浓度的次氯酸钠溶液，会产生大量的废水，对环境造成污染，更重要的是，碱煮和漂白过程会造成纤维素的严重降解，使纤维素分子链断裂、聚合度降低，这样对于本来拥有高聚合度的原棉是一种极大的破坏，降低了纤维素的性能，不利于纤维素的下一步利用。-10-对聚合物而言，商业化应用和改性都需要将其熔融或使其溶解。然而，纤维素在足够的氢键断裂前便已分解，使熔融过程变得不可能，因此，纤

7、维素的利用只能通过溶解过程。纤维素是一种半结晶的聚合物，它是由结晶区和无定形区组成的，具有非常稳定的氢键网络，这种氢键网络以及稳定的苷键使纤维素具有高度的化学稳定性、机械稳定性，同时使纤维素极难溶解。若要溶解纤维素，则溶剂分子必须扩散进入并破坏有序的结晶区，许多溶剂仅能使纤维素溶胀，但它们并无法渗透进入结晶区。因此，工业中大部分纤维素的反应均是多相过程。目前，已有的纤维素溶剂体系有N,N-二甲基乙酰胺/氯化锂体系、离子液体体系等，都已在实验室研究中呈现出良好的溶解性能。然而，这些溶剂体系仍存在着一些不足，例如溶解所需时间较长、溶剂无法有效回收利用、成本

8、高等。前期准备工作通过阅读国内外文献，对棉花的预处理过程、纤维素的溶解过程、纤维素的反应过程等