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氧化纤维素醋酸酯(OCA)作为一种纤维素衍生物,近来引起了人们的关注。它的出现能够弥补氧化纤维素(OC)及纤维素醋酸酯(CA)的性能缺陷,开拓纤维素的应用领域。本文以溶解浆纤维素作为原料,经TEMPO/NaClO/NaClO2氧化体系对纤维素C-6羟基选择性氧化后,以硫酸为催化剂、醋酸酐为乙酰化剂,制备了C-6羧基氧化纤维素醋酸酯。该合成方法为纤维素的选择性酯化提供了新的思路,对纤维素的立体选择性改性、新型纤维素功能材料制备以及解决制约纤维素及氧化纤维素应用的瓶颈问题、拓宽纤维素及纤维素醋酸酯的应用领域具有重要的理论指导意义。论文探讨了反应条件对C-6羧基氧化纤维素醋酸酯(C-6OCA)的取代度、特性粘度的影响,用红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、热重分析(TG, DTG)、示差扫描量热分析(DSC)、核磁共振(NMR)等对OCA进行了表征,分析了取代度与其性能的关系以及反应前后内部结构的变化。以OCA为原料制备了膜及多孔材料,采用扫描探针显微镜(SPM)、扫描电镜(SEM)对材料的结构进行了表征。研究结果表明:1.通过对C-6羟基的选择性氧化可以实现纤维素可控酯化,乙酰基的接入使酯化产物的均匀性提高,并且能够溶解于二甲基亚砜(DMSO)、二氯甲烷/乙醇中,说明溶解性能有所改善。通过控制OC的羧基含量能够控制乙酰基的最大取代度。2.当反应温度从50℃上升到80℃时,对应的氧化纤维素醋酸酯的取代度从2.61上升到2.74,特性粘度从163.9ml/g下降到71.4ml/g;反应时间由40min延长至180min,氧化纤维素醋酸酯的取代度从2.58提高至2.72,特性粘度从107.6ml/g下降到68.2ml/g。原料羧基含量的上升会导致乙酰基取代度的下降。醋酸酐用量的增加能够提高产物的取代度,并减少纤维素的降解。3. OCA的晶体类型为醋酸纤维素Ⅱ型。TEMPO氧化程度的提高以及乙酰基取代度增加均会降低C-6OCA的结晶度。热分析表明OCA的玻璃化转变温度为180-200℃左右,熔融温度约为257℃。乙酰基与纤维素骨架分子链连接键的断裂会导致在298-310℃出现匀速热分解的现象,并且乙酰基取代度越高,分解持续的温度范围就越宽。乙酰基取代度从2.57升高至2.73,C-6OCA的DSC曲线会在295℃出现新的吸热峰。羧基含量从0.7mmol/g上升至0.8mmol/g时,其DSC曲线也会在293.2℃出现吸热峰。4.由于C-6位羧基的影响, OCA样品其13C-NMR谱图在δ74.8、73.1和60.2ppm处出现新的信号峰。通过1H-NMR的羰基碳甲基质子信号峰、13C-NMR的环碳以及羰基碳信号峰所计算的取代基分布结果互相吻合。乙酰基取代度分布不受水解过程的影响,均为C-3>C-2>C-6。红外氢键区拟合分析证明纤维素分子链内与分子链间的氢键变化与通过核磁共振得到的取代度分布结果相吻合。5.使用C-6OCA能够制备出透明度较高的密度约为0.8g/cm3的薄膜。随着乙酰基取代度的增加,杨氏模量由1086.9MPa下降至648MPa。扫描探针显微镜研究表明,C-6OCA膜的表面高度差约为35nm,有一定的粗糙度。经过溶剂浇铸-颗粒析出的方法能够制备出盲孔与通孔、大孔与小孔共存的C-6OCA三维多孔材料,通过SEM的观察可以发现孔径分布与浇铸颗粒NaCl有着直接的关系,多孔材料的孔径能够通过改变制孔剂--NaCl颗粒的粒径而灵活控制。