發(fā)布時(shí)間：2021-09-04 07:06

　　作為納米纖維素的一種重要類型,纖維素納米晶體具有獨(dú)特的納米晶體結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物理力學(xué)性能,在精細(xì)化工、生物醫(yī)藥、先進(jìn)材料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但其制備過程中得率低、粒徑分布不均且不可控、污染環(huán)境、能耗高等諸多問題阻礙了其工業(yè)化規(guī)模發(fā)展。針對(duì)纖維素納米晶體的制備過程中存在的問題,本文利用四丁基氫氧化磷（TBPH）水溶液在溫和條件下部分溶脹溶解不同生物質(zhì)原料（40-60℃,1h）,將其再生后,利用超短時(shí)超聲分散制備納米纖維素晶體,通過調(diào)控TBPH濃度、處理溫度等制備條件實(shí)現(xiàn)纖維素納米晶體的高得率制備以及其尺寸分布與晶型結(jié)構(gòu)的有效調(diào)控,并解析其制備機(jī)理。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:1.以微晶纖維素和紙漿為原料,研究了溫度、TBPH濃度等處理?xiàng)l件對(duì)于纖維素納米晶體得率及形貌結(jié)構(gòu)的影響,以此探索基于該體系的纖維素納米晶體的可控制備;研究了制備過程中分離出的纖維素剩余物與微晶纖維素的酶解性差異;分析了利用TBPH體系制備纖維素納米晶體的機(jī)理。結(jié)果表明,最優(yōu)條件下纖維素納米晶體的得率可達(dá)72.2%。所得纖維素納米晶體均為短棒狀,但其粒徑隨著TBPH濃度的增加而逐漸降低。纖維素納米晶體的結(jié)晶結(jié)構(gòu)隨著TB... 

【文章來源】：廣西大學(xué)廣西壯族自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－３纖維素大分子的聚集狀態(tài)（Ｌ為結(jié)晶體的長(zhǎng)度，主鏈通過一個(gè)以上的結(jié)晶體）［１１］??

１．２．?２．１纖維素中的氫鍵??纖維素鏈中存在大量的羥基，導(dǎo)致纖維素分子間與分子內(nèi)形成大量的氫鍵，纖維素??鏈中氫鍵結(jié)構(gòu)ｍ如圖１－２所示。強(qiáng)有力的氫鍵網(wǎng)絡(luò)使得纖維素具有良好的物理化學(xué)穩(wěn)定??性。由于纖維素中存在強(qiáng)氫鍵網(wǎng)絡(luò)使其產(chǎn)生結(jié)晶現(xiàn)象，即纖維素像其他結(jié)晶性高分子一??樣存在結(jié)晶區(qū)和非晶區(qū)，也稱纖維素的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)［１＜）］。在結(jié)晶區(qū)纖維素鏈排列整齊有序，??纖維素分子鏈間結(jié)合緊密，結(jié)合力強(qiáng)，故結(jié)晶區(qū)對(duì)纖維素的理化性能（如熱穩(wěn)定性、力??學(xué)性能等）貢獻(xiàn)大。在無定型區(qū)中，纖維素分子鏈排列雜亂，纖維素分子鏈間氫鍵強(qiáng)度??較弱，分子結(jié)合力小，故在非結(jié)晶區(qū)纖維素物理化學(xué)穩(wěn)定性較差。而纖維素的結(jié)晶區(qū)與??無定形區(qū)之間沒有明顯的界限，其界限是逐漸過渡的，這一過渡區(qū)又稱為次結(jié)晶區(qū)。由??于纖維素分子很長(zhǎng)，所以一個(gè)纖維素分子可以貫穿幾個(gè)結(jié)晶區(qū)、無定形區(qū)，見圖１－３［１｜］。??纖維素結(jié)晶區(qū)與無定形區(qū)以一定的比例共存于纖維素原料中

人造纖維素ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ和纖維素Ｘ。這五種結(jié)晶變體各有不同的晶胞結(jié)構(gòu)，并可??以通過Ｘ射線衍射、紅外光譜、Ｒａｍａｎ光譜等方法加以辨認(rèn)。Ｎｉｓｈｉｎｏ１１２１等研究了不同??結(jié)晶結(jié)構(gòu)的纖維素，得到ＸＲＤ圖譜如圖１－４。??＾７＼＾??ｔ????－■＾ｙｖＡ???一??１０?２０?３０??２?６?（?ｄｅｇ．）??圖１－４不同結(jié)晶結(jié)構(gòu)的纖維素的ＸＲＤ圖譜１１２１??Ｆｉｇ．?１－４?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆ?ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ１?ｌ：ｌ??１．２．?２．?３纖維素晶體轉(zhuǎn)變??纖維素Ｉ有兩種次級(jí)晶型丨ａ與丨ｐ。纖維素Ｉａ為三斜晶胞，單位晶胞內(nèi)含有一條??分子鏈；纖維素Ｉｐ為單斜晶胞，單位晶胞內(nèi)含有兩條纖維素分子鏈，？不同纖維素來源??兩種次級(jí)晶型比例不同［Ｕ］。纖維素Ｉ通過溶解再生或者絲光化處理后得到常見的纖維素??ＩＩ型結(jié)晶結(jié)構(gòu)。纖維素１丨中分子鏈?zhǔn)欠雌叫信帕�，纖維素１丨中每個(gè)葡萄糖基增加的氫鍵??使得纖維素ＩＩ比纖維素Ｉ具有更高的熱穩(wěn)定性［１４１。纖維素的結(jié)晶變體之間可以用化學(xué)方??法或熱處理來相互轉(zhuǎn)變［１５］。圖卜５為纖維素Ｉ結(jié)構(gòu)經(jīng)人工處理后得到其它晶型變體的轉(zhuǎn)??變過程。??３??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]NMMO法纖維素膜及其成形機(jī)理的研究[D]. 張耀鵬.東華大學(xué) 2002

碩士論文
[1]纖維素的消晶化研究[D]. 徐誠.南京林業(yè)大學(xué) 2012



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