纖維素基固-固相變材料的制備及性能研究.pdf

1、纖維素(cellulose)是世界上儲(chǔ)量最豐富的可再生天然聚合物，具有無毒無污染、可生物降解、生物相容性較好和熱力學(xué)穩(wěn)定性較好等優(yōu)點(diǎn)。纖維素的結(jié)構(gòu)特殊，其大分子由D-葡萄糖單元通過β(1，4)-糖苷鍵連接而成，存在大量的活性羥基，極易形成強(qiáng)烈的分子內(nèi)和分子間氫鍵作用，致使其不溶于一般有機(jī)溶劑且加熱過程中未熔融就已分解，對(duì)其衍生化和加工帶來一定困難。
　　本文以1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽(AmimCl)為溶劑，以纖維素為骨架材料，

2、二乙二醇正十六烷基醚(E2C16)為相變材料，甲苯2，4-二異氰酸酯(TDI)為偶聯(lián)劑，通過化學(xué)接枝法制備新型纖維素基固-固相變材料。詳細(xì)研究了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、催化劑用量、投料比以及不同長(zhǎng)度的脂肪族酸酐對(duì)纖維素基固-固相變材料的結(jié)構(gòu)和性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn):
　　制備預(yù)聚物的最佳反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度25℃、反應(yīng)時(shí)間75 min。對(duì)接枝反應(yīng)的影響因素進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)對(duì)取代度(DS)影響的大小順序?yàn)?反應(yīng)溫度＞催化劑用量＞反應(yīng)

3、時(shí)間。最佳接枝反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度90℃、催化劑用量0.1wt.％、反應(yīng)時(shí)間6 h;
　　改變E2C16的投料量，制備了不同取代度的纖維素基固-固相變材料。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)E2C16/葡萄糖單元(AGU)的投料比逐漸增大時(shí)，E2C16的DS呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)，當(dāng)其投料比為4∶1時(shí)，E2C16的DS達(dá)到最大值1.01，此時(shí)固-固相變材料的焓值達(dá)到最大值，熔融焓和結(jié)晶焓分別為33 J/g和30 J/g，熔融峰值溫度和結(jié)晶峰值溫度分別

4、為28.6℃和14.9℃;
　　固定E2C16/AGU的投料比，采用短鏈脂肪酸酐（乙酸酐、丙酸酐和丁酸酐）對(duì)纖維素酯化，隨后通過TDI與E2C16進(jìn)行接枝反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，隨著酸酐/AGU比例的增加，E2C16的DS同樣呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)，且共聚物的相變溫度和相變焓皆隨E2C16取代度的增加呈現(xiàn)出逐漸升高的趨勢(shì)。隨著酸酐長(zhǎng)度的增加，E2C16的DS逐漸增大，共聚物的相變溫度和相變焓也逐漸增大。當(dāng)丁酸酐/葡萄糖單元的比例為1.5