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棉纤维在LiCl/DMAc 溶剂中的溶解工艺研究

2022-08-04孟家光

纺织科学与工程学报 2022年3期
关键词:质量

杨 露,孟家光,2,薛 涛

(1.西安工程大学 纺织科学与工程学院,陕西 西安 710048;2.西安工程大学功能性纺织材料及制品教育部重点实验室,陕西 西安 710048)

纤维素具有高度结晶结构、丰富的分子内和分子间氢键以及环间的疏水作用,不溶于水和大多数有机溶剂,只能通过氢键网络的分解来溶解[1]。 纤维素结构如图1 所示。 目前能用来溶解纤维素的新型溶剂如N-甲基吗啉-氧化合物(NMMO)、离子液体(ILs)、氯化锂/N、N-二甲基乙酰胺(LiCl/DMAc)、氢氧化钠/尿素(NaOH/尿素)、季铵盐/水溶液体系(例如TBAH/H2O)和熔融无机盐水合物(例如ZnCl2·3H2O、FeCl3·6H2O)等,这些溶剂系统可以通过直接打破氢键来溶解纤维素且不改变其化学结构[2-3]。

图1 纤维素结构

其中,LiCl/DMAc 溶剂系统可溶解不同种类且高分子量(Mw>106)的纤维素,溶解过程中不产生衍生物,不会引起纤维素降解,制得的溶液在室温下具有良好的稳定性,且LiCl/DMAc 易回收,绿色环保[4-5]。 KALE 等[6]将废医用棉纤维表面选择性溶解到氯化锂/N、N-二甲基乙酰胺溶剂系统中,制备微晶纤维素(MCC)基质自增强复合材料薄膜。李娟子等[7]采用LiCl/DMAc 溶剂体系对废旧毛丝棉混纺织物中的棉纤维溶解,发现纤维素在溶解过程中不降解,不产生衍生物,且制得的溶液均匀稳定。 HAN 等[8]从玉米茎中分离出纤维素细粒,然后将其溶解在LiCl/DMAc 溶剂体系中,纤维素能成功的在LiCl/DMAc 溶剂中完全溶解,并在水浴中再生为力学性能优异的生物聚合膜。 王智辉等[9]通过LiCl/DMAc 溶剂体系溶解微晶纤维素、纸浆纤维素,采用DMF 活化处理制备出均匀透明的纤维素溶液,静电纺丝制得纤维素纳米纤维。

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