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《天津大学》 2007年
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以纤维素为基体的高分子表面活性剂的合成及性能研究

侯桂丽  
【摘要】: 纤维素是地球上最丰富的可再生资源,具有价廉、可降解和对生态环境不产生污染等优点。纤维素类表面活性剂是很有发展前途的高分子型助剂,可广泛用于石油、涂料、纺织、食品、医药等众多领域,加强对其研究与开发,具有重要的理论和应用价值。本文以平均聚合度(DP)为280的微晶纤维素为原料,溶液化后,与酰氯反应,在纤维素主链上引入疏水基,得到的纤维素酯再进行硫酸酯化,引入亲水基,制备了四种新型的纤维素基高分子表面活性剂,主要内容如下: 1.选用DP为280的微晶纤维素为原料,经去离子水、甲醇、DMAc溶剂交换后,溶于LiCl/DMAc中,制得2.5%的纤维素均相溶液。分别以辛酰氯、月桂酰氯、棕榈酰氯和硬脂酰氯为酰化试剂,三乙胺为缚酸剂,一定条件下,在上述溶液中制备了取代度(DS)相近的纤维素辛酸酯(CO)、纤维素月桂酸酯(CL)、纤维素棕榈酸酯(CP)和纤维素硬脂酸酯(CS)。FT-IR结果表明纤维素酯已成功合成;元素分析确定了CO, CL, CP, CS的取代度分别为0.74、0.57、0.70和0.78;SEM和X-ray分析结果表明,通过酯化反应,纤维素形态及其结晶结构已被破坏。 2.以CO, CL, CP, CS为原料,HClSO_3/DMF为硫酸化试剂,50℃下,反应6h制备了纤维素辛酸酯硫酸钠(COS),纤维素月桂酸酯硫酸钠(CLS),纤维素棕榈酸酯硫酸钠(CPS)和纤维素硬脂酸酯硫酸钠(CSS),FT-IR和~(13)C-NMR的测试结果表明,COS, CLS, CPS, CSS的成功合成,ICP分析结果表明,硫酸钠的取代度随疏水碳链长度的增加而降低。 3.利用动态接触角测定仪测定了COS, CLS, CPS, CSS的临界胶束浓度,结果表明:随着疏水基链段的增长,其溶液降低水的表面张力的能力下降,而临界胶束浓度变小,即降低表面张力的效率提高。利用冷冻蚀刻-透射电子显微镜(Cryo-TEM),研究了CLS在临界胶束浓度前后胶束形貌的变化,结果表明,在低浓度下观察不到胶束,当增大到临界胶束浓度以上时,开始有胶束形成,随着浓度的继续增大,形成的胶束越来越多。利用动态光散射研究了COS, CLS, CSS在临界胶束浓度附近的尺寸及分布,结果表明,在临界胶束浓度前后,表面活性剂溶液的尺寸有很大的增加,临界胶束浓度后,随着浓度的继续增加,胶束尺寸也继续增加;总体上看,疏水链段长的表面活性剂的胶束尺寸大于疏水链短的。利用高级流变仪,研究了浓度1%的COS, CLS, CPS, CSS溶液的流变性,结果表明,它们均符合高分子表面活性剂的流变特性,表现出明显的剪切稀化现象。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TQ423

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