纖維素基高分子表面活性劑的合成及性能表征.pdf

1、纖維素是地球上最為豐富的可再生資源，利用纖維素為原料開發(fā)一種無毒、無污染的環(huán)境友好的高分子表面活性劑，不僅可以解決當(dāng)前石油工業(yè)的能源危機，而且可以為纖維素的合理利用開辟新的途徑，同時得到的表面活性劑有望生物降解，因此具有重大的現(xiàn)實意義。本文以聚合度為280的纖維素為原料，溶液化后，與長鏈脂肪酰氯進行酯化反應(yīng)，對纖維素主鏈引入疏水鏈段，得到的纖維素長鏈脂肪酸酯再進行硫酸酯化，以引入親水鏈段，創(chuàng)造性地制備了一種新型結(jié)構(gòu)的纖維素類高分子表面活

2、性劑，并將纖維素的新溶劑體系LiCl/DMAc引入到高分子表面活性劑的合成當(dāng)中，同時還測定了該表面活性劑臨界聚集濃度下的表面張力、膠束形態(tài)與尺寸，主要內(nèi)容及結(jié)論如下： 1.選用聚合度分別為280、643、850三種纖維素為研究對象，經(jīng)去離子水、甲醇、DMAc溶劑交換后，溶于LiCl/DMAc中，利用高級流變儀對三種纖維素LiCl/DMAc溶液的流變行為進行了研究，動態(tài)流變實驗結(jié)果表明，在實驗選擇的頻率范圍，纖維素的LiCl/DM

3、Ac溶液體系基本呈粘彈體行為，即G隨頻率的增加而增加，G″起初也增加，到G′變化最快的頻率時，G″達到最大值；力學(xué)內(nèi)耗tanδ隨著頻率的增大而降低直至趨于0；從G′與G″交點處的儲量Gc，可以推斷出三種不同聚合度纖維素分子量的分散性次序：2＃＞3＃＞4＃；纖維素溶液溫度由50℃升高到80℃時，由于分子運動加快，儲能模量G′和耗能模量G″交點處的儲量Gc值較低，且頻率也相應(yīng)地降低，tanδ有不同程度地增大。這些研究結(jié)果為纖維素LiCl/D

4、MAc溶液的實際應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。 2.以辛酰氯為?；噭?，三乙胺為縛酸劑，在纖維素的LiCl/DMAc均相溶液中，制備了DS=0.43的纖維素辛酰酯，F(xiàn)T-IR、元素分析、CP/MAS13C-NMR、X-ray及SEM等測試手段對其結(jié)構(gòu)及性質(zhì)進行了表征；得到的DS=0.43的纖維素辛酰酯作為原料，HClSO3/DMF為硫酸化試劑，45℃左右，5.5h制備了纖維素辛酰酯硫酸鈉，F(xiàn)T-IR和13C-NMR的測試結(jié)果表明，纖維素辛酰

5、酯硫酸鈉(ESC)這種新型結(jié)構(gòu)高分子表面活性劑的成功合成，ICP分析結(jié)果表明，硫酸鈉的取代度可達0.543，基本可以滿足表面活性劑的親水性要求。本研究打破了傳統(tǒng)纖維素類高分子表面活性劑先親水后疏水改性的合成方法，并將纖維素的LiCl/DMAc溶劑體系引入到高分子表面活性劑的合成當(dāng)中，成功地合成了纖維素辛酰酯硫酸鈉這種結(jié)構(gòu)新型的纖維素類高分子表面活性劑，為纖維素的綜合利用開辟新的應(yīng)用途徑。 3.利用動態(tài)接觸角測定儀測定了纖維素硫酸

6、鈉和ESC溶液的臨界聚集濃度及此濃度下的表面張力，結(jié)果表明，纖維素硫酸鈉無臨界聚集濃度區(qū)，而經(jīng)疏水改性的ESC的臨界聚集濃度區(qū)在0.04-0.2wt％，對應(yīng)的表面張力為55mN/m左右，說明了纖維素經(jīng)過單一硫酸酯化改性后，降低水的表面張力的能力不明顯，兩步改性后，先引入疏水基后再引入親水基后其降低水的表面張力的能力明顯提高；利用ESEM、DLS等測定方法，首次系統(tǒng)地研究了臨界聚集濃度附近，纖維素類高分子表面活性劑ESC溶液膠束的形態(tài)及尺