竹屑制備羧甲基纖維素鈉及其改性研究.pdf

1、隨著能源危機時代的到來，利用可再生的生物質(zhì)資源來替代化石資源越發(fā)受到人們的關(guān)注。本研究圍繞竹屑的利用，經(jīng)過預(yù)處理工序，提取得到竹纖維素，然后利用竹纖維素制備羧甲基纖維素鈉(Sodium carboxymethyl cellulose，簡稱CMC)，采用中心組合法優(yōu)化了制備條件。研究竹羧甲基纖維素鈉的性能，以及竹羧甲基纖維素鈉的改性。
　　(1)竹屑中提取竹纖維素。采用NaOH-H2O2的分離提取工藝:稀堿浸泡→二次高溫堿煮→雙段漂

2、白→干燥，提取的纖維素含量為87.29％。XRD圖譜分析結(jié)果表明，在纖維素提取工藝過程中，半纖維素和木質(zhì)素等非結(jié)晶區(qū)被水解掉。光學顯微鏡與FT-IR的分析結(jié)果也證實了提取過程中，半纖維素與木質(zhì)素被脫除。
　　(2)利用竹纖維素制備羧甲基纖維素鈉。采用Plackett-Burman(PB)設(shè)計與中心組合法，對影響CMC取代度的6個相關(guān)因素進行了研究，結(jié)果表明，顯著影響CMC取代度的關(guān)鍵因子依次為氫氧化鈉與纖維素的質(zhì)量比、氯乙酸鈉與纖

3、維素的質(zhì)量比和醚化時間;建立此三因素對CMC取代度影響的二次回歸模型，優(yōu)化得到CMC最高取代度的制備條件是:氫氧化鈉與纖維素的質(zhì)量比為0.8、氯乙酸鈉與纖維素的質(zhì)量比為1.2，醚化時間為2h，制得的CMC取代度達0.93，粘度為136 mPa·s，取代度比優(yōu)化前的0.61提高約52.5％。經(jīng)測定，CMC的理化指標符合行業(yè)標準。FT-IR譜圖表明，纖維素分子上的羥基氫被羧甲基取代。XRD分析結(jié)果表明，經(jīng)醚化后，CMC的晶體結(jié)構(gòu)變化了。TG

4、A曲線分析結(jié)果表明，經(jīng)醚化后的CMC的熱分解溫度為290℃左右，顯示出良好的熱穩(wěn)定性。
　　(3)研究了竹CMC的溶液性質(zhì)。結(jié)果表明，CMC水溶液的粘度隨其濃度的升高而增大，且取代度越高，粘度越大;CMC水溶液的粘度隨其體系pH的升高而呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，當體系的pH值為8左右時，溶液的粘度達到最大。且取代度越大，在同樣pH值環(huán)境下，其溶液粘度也相對較大;CMC水溶液的粘度隨NaCl濃度的升高而呈現(xiàn)出不斷降低的趨勢。

5、　　(4)研究了竹CMC的改性。結(jié)果表明，在纖維素堿化階段加入硅酸鈉，當添加量為6 wt％時，溶液的粘度達到最大，相對添加前提高了18.8％;在纖維素醚化階段加入四硼酸鈉，CMC水溶液的粘度隨四硼酸鈉的添加量呈現(xiàn)先增大后減小的現(xiàn)象，當添加量為8 wt％左右時粘度最大;CMC可以與N，N-亞甲基雙丙烯酰胺發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，交聯(lián)后的產(chǎn)物具有吸水性能，添加量為5 wt％左右時，產(chǎn)物的吸水倍率最大，達到30.4 g·g-1。相對竹纖維素原料的吸水倍