微晶纤维素在NaOH/尿素水溶液中的溶解及溶液流变性质研究文献综述
2020-04-18 20:46:36
1.纤维素的溶解 纤维素分子的羟基上的氢原子具有很强的极性,会与氧原子上的孤对电子相互吸引,通过取向的氢键,纤维素形成了多种类型的超分子半晶态结构,从而导致化学试剂很难进入纤维素分子中,并与其发生相互反应。
因此,纤维素溶剂的开发成为纤维素利用的决定性因素。
纤维素的溶剂体系主要分为传统溶剂体系和新型溶剂体系。
传统溶剂体系主要有铜氨溶液体系和二硫化碳/氢氧化钠(CS2/NaOH)体系;新型溶剂体系主要有氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺(LiCl/DMAc)体系、多聚甲醛/二甲基亚砜(PF/DM-SO)体系、四氧二氮/二甲基甲酰胺(N2O4/DMF)体系、磷酸/多聚磷酸复合溶剂体系、NMMO/H2O溶剂体系、离子液体溶解体系、NaOH/尿素/水体系等[1-2]。
2000年,张俐娜教授[3-5]课题组针对纤维素溶解而开发了的NaOH/尿素体系新方法。
氢氧化钠、水和尿素分子既可以在纤维素链周围形成包覆层,阻止纤维素的自聚合,从而使得纤维素可溶解。
该体系在低温下溶解天然纤维素,得到溶解度较高的纤维素溶液,使纤维素的结晶度下降,反应性能提高。
由于过程简单、成本低、无污染、易处理,引起人们的极大兴趣,张俐娜教授也因此在2011年获得美国化学会颁发的安塞姆#183;佩恩奖。
离子液体和碱溶液都是纤维素的直接溶剂,溶解过程中不发生纤维素的衍生化反应。
Zhang等[6]研究了纤维素二糖在离子液体中溶解时的1H和13C核磁共振谱,认为离子液体的阴离子和阳离子与纤维素的羟基形成新的氢键是纤维素在离子液体中溶解的主要原因。