沙柳制備微晶纖維素的工藝研究.pdf

1、沙柳是我國沙漠地區(qū)廣為種植的沙生灌木之一，是一種可再生生物質(zhì)資源。另外，沙柳是速生灌木，必須定期平茬復(fù)壯才能夠保證其旺盛的生長。平茬后，枝條的蓄積量很大。目前，沙柳的利用研究主要有:作為刨花板、纖維板以及造紙的原料;或者通過熱化學(xué)作用將沙柳枝條液化，代替石化資源。但對利用沙柳來制備纖維素類產(chǎn)物的研究相對來說還是比較少的。微晶纖維素是天然纖維素降解得到的功能性纖維高分子材料，具有無毒、無害，環(huán)境友好的特點，已廣泛應(yīng)用于食品、藥品、化工及材

2、料等領(lǐng)域，市場前景巨大。本文利用農(nóng)林廢棄物沙柳作為原料，建立了一條從沙柳制備微晶纖維素的工藝路線，可以有效的利用沙柳資源，帶動沙漠地域的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，促進(jìn)人們種植沙柳的積極性，防風(fēng)固沙，改善沙漠地域的生態(tài)系統(tǒng)。
　　本文主要研究了沙柳微晶纖維素的制備工藝，通過探討沙柳酸催化乙醇法預(yù)處理工藝、沙柳粗纖維素精制工藝以及沙柳精制纖維素水解工藝，優(yōu)化了微晶纖維素的制備過程，然后對微晶纖維素的理化性能進(jìn)行了表征，為其應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
　

3、　首先，對沙柳木粉的化學(xué)組成進(jìn)行了分析測定，其結(jié)果如下:灰分含量為4.528％，苯醇抽出物為2.49％，纖維素含量為36.95％，綜合纖維素含量為71.92％，木質(zhì)素含量為24.77％。接著，采用單因素和正交試驗設(shè)計研究方法，對影響沙柳酸催化乙醇法預(yù)處理工藝的相關(guān)因素進(jìn)行了研究和探索，優(yōu)化的預(yù)處理工藝條件為:蒸煮溫度為206℃、保溫時間為55min、乙醇濃度為45％、液固比為10∶1、乙酸濃度為1.3％。在此條件下，得到纖維素粗品純度為

4、67.21％，收率為48.14％。
　　然后，采用低污染的亞氯酸鈉-堿性過氧化氫兩段處理工藝對沙柳粗纖維素進(jìn)行處理，并且采用單因素試驗法優(yōu)化了各段處理工藝條件:
　　(1)亞氯酸鈉精制的較佳工藝條件為:處理溫度為75℃，亞氯酸鈉濃度為11g/L，處理時間為60min，在此條件下一段精制沙柳纖維素的含量為80.84％，收率為80.23％;
　　(2)堿性過氧化氫精制的較佳工藝條件為:反應(yīng)溫度為70℃，處理時間為70min

5、，過氧化氫含量為2％，氫氧化鈉含量為4％，在此條件下二段精制沙柳纖維素的含量為92.67％，收率為78.23％。
　　同時，采用單因素和正交試驗法對沙柳精制纖維素水解工藝過程進(jìn)行了探索，得到較佳的工藝條件為:鹽酸濃度為12％，水解溫度為70℃，水解時間為50min。在此條件下沙柳微晶纖維素的收率為85.41％，聚合度DP為145.29。
　　最后，對自制的沙柳微晶纖維素的理化性能進(jìn)行了測試表征，并與市售柱層析微晶纖維素和藥用

6、輔料微晶纖維素進(jìn)行了比較。結(jié)果顯示，自制沙柳微晶纖維素的理化性能指標(biāo)分別為:纖維素含量為99.86％、pH值為5.8、灰分為0.1877％，白度為89.3％，聚合度為145.29，結(jié)晶度為69.80％，粒度為19.83μm，這些指標(biāo)符合藥用輔料微晶纖維素的要求。紅外分析表明酸水解不影響微晶纖維素的分子結(jié)構(gòu)。掃描電鏡結(jié)果顯示，沙柳微晶纖維素為棒狀，表面粗糙，有小孔。熱重分析表明沙柳微晶纖維素具有較好的熱穩(wěn)定性，完全降解溫度為358℃，失重