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纤维素无水磷酸溶解体系的研究

周刚  
【摘要】: 纤维素是自然界最丰富的可再生的高分子材料,随着石油资源的日益短缺,纤维素越来越受到重视,用于制造纤维是其最重要的用途之一。纤维素纤维的制备方法主要有粘胶法及NMMO法等,其中粘胶法对环境污染较大,NMMO法成本较高。本论文采用无水磷酸体系作为溶剂,较系统研究了纤维素在其中的溶解性能及其液晶性。 通过改变P2O5的浓度、纤维素固含量和溶解温度等,确定溶解工艺参数。本文经实验研究得到的最佳的溶解条件为:P2O5含量为74%,纤维素固含量为15%,温度为30℃。 通过超声波、NaOH,CaCl2等物理和化学手段预处理纤维素,并对处理过的纤维素进行溶解,研究纤维素活化手段对纤维素溶解情况的影响。结果表明:预处理增加了纤维素的可及度,使溶剂更易与之作用,促进其溶解速度。 采用平动和转动两种剪切方式,初步探究纤维素在无水磷酸体系液晶态受剪过程中形成条带织构的形成机理,并提出简单模型。 跟踪测定纤维素溶解过程的不同时间阶段的聚合度,通过XRD和IR表征溶解前后纤维素性能变化情况,初步探讨了其变化机理。结果显示:纤维素在溶解阶段降解速度较快;经过溶解再生的纤维素晶体类型已经由纤维素Ⅰ转变为纤维素Ⅱ。红外谱图中没有新峰出现,说明没有新的官能团产生,无水磷酸体系溶解纤维素没有衍生物形成。


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