纤维素化学改性研究进展与展望
5页1、 纤维素化学改性研究进展与展望摘要:纤维素是自然界最丰富的自然资源,在未来对于解决人类面临的能源、资源和环境污染等问题方面有非常重要的用处,但是纤维素分子中高密度的氢键的影响,使之在热塑性加工方面受到了很大的限制。综述了近年来通过对纤维素进行化学改性合成可以进行热塑性加工的纤维素衍生物的方法。关键词:纤维素 化学改性 热塑性加工0 引言石油基高聚物由于其良好的使用性和加工性,在工业生产和日常生活中占据有重要地位,但是由于其难降解性对环境造成的危害以及石油资源的日益枯竭,人们愈加重视开发可再生的替代材料。纤维素是自然界最丰富的可再生资源,广泛存在于绿色植物以及海洋生物中,具有可再生性,生物可降解性和天然的生物相容性,并且具有低密度、高强度和刚度好的特性,这已使它成为最重要的天然高分子材料。1 纤维素的化学结构纤维素是由d-吡喃型葡萄糖单元(agu)通过-1、4糖苷键以c1椅式构象连接而成的线型高分子。纤维素的一个结构单元中在第2、第3、第6位碳原子上有3个活泼的羟基基团,其中c2、c3位上的羟基是仲羟基,c6位上是伯羟基。由于大量羟基的存在,使纤维素分子之间与纤维素分子内部形成了密度很高
2、的氢键,导致纤维素在受到高温作用时在融化之前就分解了,因此无法直接用注射、挤出等传统的热塑性加工方法生产纤维素制品。为了可以使用热塑性加工的方法生产纤维素制品,必须对其进行化学改性,利用与羟基有关的一系列化学反应,如酯化,醚化,接枝共聚等反应合成纤维素衍生物,则有可能实现热塑性加工。2 纤维素酯类纤维素酯类包括有机酸酯与无机酸酯。纤维素无机酸酯中比较重要的是硝化纤维素。硝化纤维素是由纤维素在25-40经过硝酸和浓硫酸混合算硝化而成的酯类,混合酸中,硝酸参与酯化反应,浓硫酸则起着使纤维素溶胀和吸水的双重作用。不同取代度的硝化纤维素应用于不同的地方,高硝化纤维素可用作火药,低硝化的纤维素可用作塑料、片基薄膜等。纤维素有机酸酯中比较重要的是醋酸纤维素。醋酸纤维素是以硫酸为催化剂经冰醋酸或者醋酐乙酰化而成的酯类,理论上可以得到取代度为3的醋酸纤维素,但是由于纤维素的高结晶度的影响,产物的取代度往往在2.2-2.8之间,可以用作塑料、纤维、薄膜等。现在作为商品使用的纤维素酯类有一个普遍的缺点:其融化温度和热分解温度之间的温度间隙太小,在加工的过程中,经常需要加入增塑剂来加宽加工温度,但是增塑剂在
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