纖維素纖維的高碘酸鹽氧化機(jī)理及氧化纖維素纖維應(yīng)用的研究.pdf

1、纖維素是使用最廣泛的天然高分子聚合物,具有可再生性、可降解性和價格低廉等優(yōu)點(diǎn),其研究和應(yīng)用對實(shí)現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。高碘酸鹽氧化纖維素是纖維素衍生物的一種,利用高碘酸鹽將纖維素進(jìn)行選擇性氧化具有良好的實(shí)際應(yīng)用價值,通過它可引入醛基、羧基、酮基等官能團(tuán),可為纖維素的進(jìn)一步改性提供條件,有利于拓寬纖維素的應(yīng)用領(lǐng)域。但是,許多機(jī)理尚不清楚,尤其是將其應(yīng)用到制漿造紙領(lǐng)域的研究還處于探索階段,有必要對其進(jìn)行深入透徹的研究。
　　

2、 本論文研究了高碘酸鈉與漂白硫酸鹽針葉木漿纖維之間的選擇性氧化反應(yīng)。論文首先研究了氧化反應(yīng)過程中的氧化反應(yīng)溫度、氧化劑濃度、氧化時間、pH、預(yù)處理方式對氧化產(chǎn)物性能的影響,包括醛基含量、聚合度、結(jié)晶度,從而優(yōu)化了氧化條件。
　　 然后,針對高碘酸鹽氧化纖維素纖維本身的物理性能進(jìn)行研究,包括干抗張強(qiáng)度、再濕抗張強(qiáng)度、伸長率等；利用掃描電鏡和原子力顯微鏡觀察了氧化纖維素纖維表面形貌的變化情況；利用FTIR、纖維質(zhì)量分析儀對氧化纖維素

3、纖維進(jìn)行分析。
　　 最后,利用氧化纖維素纖維分別與亞硫酸氫鈉和殼聚糖進(jìn)行反應(yīng),制備了磺化纖維素纖維和抗菌纖維,分析了改性纖維的性能特點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn):纖維素纖維經(jīng)高碘酸鹽氧化處理并經(jīng)亞硫酸氫鹽進(jìn)一步磺化處理后,手抄片的干、濕抗張強(qiáng)度都大幅度提高。在氧化劑加入量25-50％(w/w)的范圍內(nèi),氧化時間240 min、磺化劑用量30％(w/w)、磺化時間180 min的條件下,磺化后手抄片的干、濕抗張指數(shù)可分別達(dá)到62.94N·m/g

4、和8.30 N·m/g,分別為參照樣干抗張指數(shù)12.44 N·m/g的506％和67％。與氧化后的手抄片的干、濕抗張指數(shù)相比,分別提高了1.1倍和1.4倍,磺化后未經(jīng)干燥的纖維素纖維的吸水性能也得到大幅度改善。實(shí)驗(yàn)中所制備的抗菌纖維具有良好的抗菌性能,對枯草桿菌和大腸桿菌的抑菌率可分別達(dá)到95.1％和90.2％。利用掃描電子顯微鏡和原子力顯微鏡觀察了改性纖維表面形貌的變化情況。這些儀器為表征和分析改性纖維表面形貌提供了便利條件和可靠保障