纤维素溶剂体系的研究进展

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1、万方数据纤维素溶剂体系的研究进展／刘会茹等·135·纤维素溶剂体系的研究进展*刘会茹1，刘猛帅2，张星辰1，赵地顺2(1石家庄学院化工学院，石家庄050035；2河北科技大学化学与制药工程学院，石家庄050018)摘要纤维素是自然界含量最丰富的可再生资源，开发一种具有应用前景、环境友好、生物可降解的新型绿色溶剂成为近年来的一项主要任务。综述了传统纤维素的溶解方法，包括铜氨溶液体系和二硫化碳／氢氧化钠((二s2／NaOH)体系，介绍了新型纤维素溶剂NMMO、离子液体等．探讨了各种体系的溶解机理及其优缺点，并在此基础上提出了溶剂法生产纤维素纤维的进展和趋势。关键词纤维素溶剂体

2、系溶解离子液体TheDevelopmentinCelluloseSolventSystemsLIUHuirul，LIUMengshuai2，ZHANGXingchenl，ZHAODishun2(1CollegeofChemicalandEngineering，ShijiazhuangUniversity，Shijiazhuang050035：2SchoolofChemicalandPharmaceuticalEngineering，HebeiUniversityofScienceandTechnology，Shijiazhuang050018)AbstractCellul

3、oseiSthemostabundantnaturalrenewableresources，SOthedevelopmentofaprospective，en—vironmentallyfriendly，biodegradablesolventhasbecomeoneofthemaintasksinrecentyearsThetraditionalme-thodsfordissolvingcelluloseareintroduced，includingcopperammoniasolutionsystemandcarbondisulfide／sodiumhyamxide(

4、CS2／NaOH)system．Thenew-typecellulosesolvents，suchasN-methylmorpholine-N-oxide(NMMo)，i—onicliquidarealsosummarized．Thedissolvingmechanism，theadvantagesanddisadvantagesofvarioussystemsarediscusseel．Thefuturedevelopmenttendencyofproducingcellulosefiberisprospected．Keywordscellulose，solventsy

5、stems，dissolution，ionicliquids近年来，随着煤、石油、天然气以及金属矿藏等不可再生资源的急剧耗竭，越来越多的人开始关注可再生高分子材料——天然纤维素。自然界中纤维素的资源十分丰富，年产量约1000X109t，其中约有2．5％是通过再生途径被制作成纤维并加以利用的[1]。纤维素纤维是最早成为纺织纤维的再生纤维，穿着舒适、透气性能好，并且纤维素材料具有价廉、无毒、再生性好、再生周期短、抗水性强、环境友好等诸多优点，可在纺织、服装、造纸、医药卫生、建材以及涂料等领域得到广泛应用。由此，开发一种具有应用前景、环境友好、生物可降解的新型绿色溶剂来溶解纤维

6、素成为近年来的一项主要任务‘引。纤维素是以胁吡喃式葡萄糖基通过1，4一B苷键连接起来的具有线性结构的高分子[3]，由于分子间以及分子内极强的氢键作用、复杂的聚集态结构和高的结晶度，因而不溶于普通的溶剂，制约了纤维素的应用。综述国内外文献，溶解纤维素的溶剂体系一般包括两种方式：一种是与纤维素发生化学反应形成衍生物来达到溶解目的；另一种是直接溶剂，即不与纤维素发生化学变化直接溶解纤维素。纤维素的溶剂体系主要分为传统溶剂体系和新型溶剂体系。传统溶剂体系主要有铜氨溶液体系和二硫化碳／氢氧化钠(CSdNaOH)体系，缺点是工艺过程复杂，且污染相当严重。随着人们不断地开发研究，出现了

7、溶解纤维素的新型溶剂，主要有氯化锂／N，N一二甲基乙酰胺(LiCI／DMAc)体系、多聚甲醛／二甲基亚砜(PF／DMSO)体系、四氧二氮／--甲基甲酰胺(N。04／DMF)体系、NMMO／H20溶剂体系。但这些溶剂体系都存在毒性大、成本高、溶剂不稳定、难于回收等问题f4]。因此，开发有效的纤维素溶剂，得到天然纤维素溶液，从而实现天然纤维素的再生和功能化是有效利用天然纤维素材料的一条重要途径，将给纤维素工业带来很大的变革。1传统纤维素溶剂体系1．1铜氨溶液体系100多年前，Schweizer最早发现了用氢氧化铜和氨水配制的蓝色溶