论文总字数：15685字

摘 要

羧甲基纤维素钠（Carboxymethyl cellulose，CMC）是一种直链、水溶性、阴离子纤维素醚，是天然纤维素经过化学改性得到的一种常见纤维素衍生产品，广泛应用于材料、食品和化工领域。秸秆是资源丰富的天然木质纤维素原料，但其综合利用率一直不高。以秸秆为原料制备羧甲基纤维素，可以“变废为宝”，节约木材和棉花资源，并对环境保护具有重要意义。

本论文根据传统的CMC生产工艺实践，对CMC合成条件开展研究。首先以微晶纤维素为原料，考察不同溶剂反应体系对CMC合成性能的影响，以CMC取代度为工艺优化目标。随后考察了相关工艺条件对CMC合成的影响，并以经过预处理的玉米秸秆进行制备秸秆CMC的探索。结果表明：以微晶纤维素为原料，采用异丙醇为反应溶剂体系，在25%NaOH浓度下，纤维素：NaOH：ClCH2COONa的质量比为1：1：1.2时，可制得取代度为1.51的CMC。以经过水热法和有机溶剂处理后的玉米秸秆为原料，采用该合成工艺制备的CMC，其取代度可达0.788，。以上研究证明从玉米秸秆出发制备CMC具有可行性。

关键词：羧甲基纤维素钠 微晶纤维素 玉米秸秆 合成 取代度

Abstract

Carboxymethyl cellulose (CMC) is a kind of linear, water-soluble, anionic cellulose ether, which is a kind of common cellulose derivative product obtained by chemical modification of natural cellulose. It is widely used in materials, food and chemical industry. Straw is a resource-rich natural lignocellulosic raw material, but its comprehensive utilization rate has been low. Straw as raw material for the preparation of carboxymethyl cellulose, can be "turning waste into treasure", saving wood and cotton resources, and environmental protection is of great significance.

In this paper, according to the traditional CMC production process practice, the CMC synthesis conditions to carry out research. The effect of different solvent reaction systems on the synthesis performance of CMC was investigated by using microcrystalline cellulose as raw material, and the degree of CMC substitution was optimized. The effects of related process conditions on CMC synthesis were investigated, and the straw CMC was prepared by pretreatment of corn stalks. The results showed that the ratio of cellulose: NaOH: ClCH₂COONa was 1: 1: 1.2 at 25% NaOH concentration using isopropanol as the reaction solvent system with microcrystalline cellulose as raw material. 1.51 CMC. The corn, which was prepared by hydrothermal method and organic solvent, was used as raw material, and the substitution rate of CMC was 0.788. The above studies have proved that it is feasible to prepare CMC from corn stalks.

Key Words: Carboxymethyl cellulose; Microcrystalline cellulose; Corn stalk; Synthesis; Degree of substitution

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 羧甲基纤维素钠概述 1

1.1.1 羧甲基纤维素的合成 1

1.1.2 羧甲基纤维素钠的应用 2

1.1.3 羧甲基纤维素钠的生产工艺 3

1.2 羧甲基纤维素钠的主要物性 4

1.3 羧甲基纤维素的工艺研究进展 4

1.3.1 原料的替代 5

1.3.2 原料预处理技术的研究 5

1.3.3 溶媒法工艺的改进 6

1.4 本课题研究意义与主要内容 6

1.4.1 研究意义 6

1.4.2 主要内容 7

第二章 实验与方法 8

2.1 实验材料 8

2.1.1 原材料 8

2.1.2 实验器材 8

2.1.3 实验试剂 8

2.2 实验方法 9

2.2.1 玉米秸秆预处理 9

2.2.2 CMC的合成 9

2.2.3 CMC产率的测量方法 10

2.2.4 CMC取代度的确定 10

2.2.5 傅立叶变化红外光谱分析 11

第三章 结果与讨论 12

3.1 各种合成条件对CMC取代度的作用规律 12

3.1.1 反应溶剂对CMC取代度的影响 12

3.1.2 氢氧化钠浓度对CMC取代度的影响 13

3.1.3 氢氧化钠质量对CMC取代度的影响 14

3.1.4 醚化温度对CMC取代度的影响 15

3.1.5 氯乙酸钠和纤维素的质量比对CMC的影响 16

3.2 秸秆制备CMC 17

3.3 FTIR分析 17

第四章 结论与展望 18

4.1 结论 18

4.2 展望 18

参考文献 20

致谢 23

文献综述

羧甲基纤维素钠概述

纤维素是地球上含量最为丰富的天然有机高分子材料。由于纤维素分子链之间与链内氢键作用较为强烈，因此，它在冷、热水中均不易溶。将纤维素转化成纤维素衍生物可增加其应用范围，其中最常见的纤维素衍生物之一就是羧甲基纤维素，亦有被称为羧甲基纤维素钠(CMC)。CMC是一种人造修饰纤维素，易溶于冷水或热水，可形成均一、透明溶液。因其水溶液具备良好的黏结、水分保持、胶体保护等功用，普遍应用于石油、医药、食品、涂料等行业，被称为“工业味精”。CMC是阴离子型长链直链高分子化合物，结构式如下^[1]：

图 1‑1羧甲基纤维素的结构式（R=-OH 或 -OCH₂COONa）

请支付后下载全文，论文总字数：15685字