天然纤维素溶剂体系的研究进展

《天然纤维素溶剂体系的研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、试验研究天然纤维素溶剂体系的研究进展●邢宗，陈均志(教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室，陕西科技大学，西安710021)摘要：概述纤维素溶剂的研究进展，介绍衍生物法和直接溶解法两大类纤维素溶剂。衍生物溶剂主要包括氢氧化钠/CS2、多聚甲醛/二甲基亚砜等。该类溶剂都是先与纤维素反应生成纤维素衍生物，然后将衍生物溶解。直接溶解法包括了传统的碱/硫脲/水体系、碱/尿素/水体系，以及新型纤维素溶剂NMMO、离子液体等，这类溶剂溶解纤维素的过程都为物理过程。比较了不同体系的溶解机理以及优缺点。关键词：纤维素溶剂；离子液体；

2、衍生物；纤维素溶液中图分类号：TS71文献标识码：A文章编号：1001-6309(2009)12-0026-06进入21世纪，人类开始注重社会同自然界的协般最终产物都为纤维素酯，该酯要比纤维素更易溶调发展。化纤作为最主要的生活用品之一，已经有近解在某些溶剂中。百年的历史，但是其废弃物的处理一直是一大问题。1.1氢氧化钠/二硫化碳(NaOH/CS2)体系纤维素作为自然界最丰富的自然资源之一，在自然该方法已有100多年的历史。19世纪末期，条件下能够降解，且不产生有害物质，最重要的是纤Cross等人发现纤维素磺酸钠溶液

3、在酸性条件下可维素可以通过植物的光合作用进行以水解生成纤维素，几年后，人们开不断的“再生”，每年的产量高达始利用该方法生产纤维素纤维。该1000亿t[1]。同时，纤维素本身无毒，法主要是应用了纤维素中-OH的酸抗水性也较强，可以用来制膜或者性，用一定浓度的氢氧化钠溶液处纺丝。但由于纤维素的超分子结构，理后，形成碱纤维素，然后通入二硫很难溶于一般溶剂，制约了纤维素化碳，形成黄原酸纤维素酯，该酯可的应用，因此纤维素溶剂在纤维素工业化以及研究以溶于氢氧化钠溶液。利用该溶液制备纤维素纤中占据着举足轻重的地位。人们长期盼望能

4、有一种维，不仅会生成硫化氢等气体，凝固浴中也加入了方法可以溶解纤维素，形成透明溶液，然后加工成大量的硫酸锌，造成环境严重污染，并且工艺过程各类日用产品。目前的溶解方法可以分成衍生物溶也比较繁琐。从上个世纪末开始，欧美等国就逐渐解法和直接溶解法，前者在溶解过程中发生化学反缩小黏胶纤维的生产规模，并将该类化工厂迁至发应，通过形成纤维素衍生物，促进纤维素的溶解；后者展中国家。主要是破坏分子间的氢键，溶解过程为物理过程。1.2质子酸体系纤维素中的-OH在一定条件下能与酸反应生1衍生物溶解法成酯，如硝酸、醋酸等，反应生成的酯

5、一般不溶于纤维素是由D-葡萄糖聚合形成的链状高分水，只能溶于部分溶剂中。该体系目前主要用于生子，每个单元内都有3个自由-OH，因此在特定条产纤维素衍生物，如醋酸纤维、硝化纤维等。纤维素件下，能与部分酸碱或其他化学物质发生反应，一也可以直接溶解在一定浓度的酸中，如硫酸、磷酸、作者简介：邢宗(1986-)，汉族，在校研究生，主要从事纤维素的应用研究，联系电话：15029242155。262009年12月第28卷第12期试验研究盐酸等，但是溶解过程中纤维素降解严重，周刚等[2]就报道了低温下氢氧化钠溶液能溶解纤维素，后来

6、利用磷酸溶解纤维素时发现，30℃时，溶解35minSuvorova[7]发现硫脲或尿素的加入能提高氢氧化钠后的纤维素聚合度从1600降低到了1350，所以溶液对纤维素的膨润和溶解。过渡金属络合物水溶一般不用质子酸来制备纤维素溶液。剂体系主要代表是铜氨溶液，该体系目前主要用于1.3多聚甲醛/二甲基亚砜体系（PF/DMSO）测定纤维素的聚合度。该体系在上世纪60年代就应用于纤维素溶解2.1.1碱/水体系(alkal/H2O)的研究，其具有很强的溶解能力，对聚合度近8000该体系中所应用的碱主要是碱金属的氢氧化的纤维素仍

7、具有溶解能力，但由于自身的一些缺物和锌酸钠，其中氢氧化钠/水体系是溶解纤维素最陷，不久后就被放弃。纤维素在该体系中的溶解机简单、最便宜的溶剂。1984年，日本Kamide[8]等人在理如下：PF受热分解生成甲醛，其与纤维素分子上特定条件下制得具有非结晶态结构的铜氨纤维，的-OH反应生成羟甲基纤维素，然后溶解在DMSO4℃时，该再生纤维素能完全溶解在质量百分数8%中[3]。在此体系中，DMSO不仅起着溶剂的作用，同~10%的氢氧化钠溶液中。Yamashiki等认为9.1%时也使羟甲基纤维素的溶解过程更为平稳，防止分的

8、氢氧化钠溶液破坏纤维素晶格的能力最强[9]。子链发生聚集[4]。利用该溶剂溶解纤维素，具有原料Chevalier[10]等利用蒸汽爆破法对纤维素进行预处易得、溶解快、无降解、溶液黏度稳定、过滤容易的理，处理后的纤维素在低温时能很好地溶解在氢氧特点，但溶剂的回收比较困难，而且毒性较大，生成化钠溶液中。日本齐藤政利等人[11]发现：氢氧化锂、的纤维在结构上也存在