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随着石油资源的逐步枯竭和环境危机,全世界对纤维素纤维的需求在逐年提高。而现有人造纤维素纤维的传统粘胶工艺对环境有污染,这就为CC纤维的发展提供了一个契机。纤维素氨基甲酸酯(CC)作为一种绿色无污染的纤维素衍生物,受到了越来越多的关注。 木质纤维素的结构比较复杂,细胞壁中的木质素和半纤维素以共价键的形式形成网状结构,而纤维素镶嵌于其中,所以降低了木质纤维素的反应能力。木质素和半纤维素对纤维素的包覆,起到了保护作用,很难使纤维素和尿素发生酯化反应。与此同时,过高的聚合度也不利于酯化反应。 首先,本实验利用电子辐射和碱化预处理对纤维素进行活化,降低其聚合度,提高其反应能力。研究了电子辐射剂量和碱化条件对纤维素结构与性能的影响,结果表明,电子辐射只降低了纤维素的聚合度,而碱化不仅降低了纤维素的聚合度还使纤维素的结晶度降低,晶型由纤维素Ⅰ型转化成纤维素Ⅱ型;活化后的纤维素表面均疏松、粗糙、破裂,有利于尿素的渗入进行酯化反应。 其次,本实验利用活化后的纤维素在超临界二氧化碳流体中,与尿素酯化反应合成纤维素氨基甲酸酯。研究了反应压力、反应温度为、酯化时间对CC结构与性能的影响。利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射(XRD)、热重(TG)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对CC进行表征,结果发现CC的红外谱图在1713cm-1处出现了新的吸收峰,CC的XRD图中出现了一些新的衍射峰,TG图中发现CC的最大热分解温度下降,SEM图中发现CC表面出现了破裂的螺旋状沟壑,有的甚至直接断裂,这些现象都证明了CC的合成。 最后,本实验探讨了CC的溶解性能和CC/NaOH溶液流变性能,结果表明CC的含氮量越高,在NaOH溶液中溶解效果越好,越接近假塑性流体。并用CC/NaOH溶液作为铸膜液在H2SO4/Na2SO4凝固浴中制得了CC再生膜。当铸膜液浓度为9%时,制得的CC再生膜的力学性能最好。