CompanyLogoContents纖維素介紹非反應(yīng)型無機(jī)溶劑非反應(yīng)型有機(jī)溶劑反應(yīng)型溶劑1234結(jié)語5纖維素的綠色溶解體系專家講座第1頁CompanyLogo纖維素介紹纖維素（cellulose）是由葡萄糖組成大分子多糖。不溶于水及普通有機(jī)溶劑。是植物細(xì)胞壁主要成份。下面是它結(jié)構(gòu)式。纖維素的綠色溶解體系專家講座第2頁CompanyLogo纖維素介紹YourTexthereYourTexthereYurTexthere羥基上極性很強(qiáng)氫原子與另一羥基上電負(fù)性很強(qiáng)氧原子上孤對電子，相互吸引形成氫鍵，所以纖維素大分子之間、纖維素和水分子之間、纖維素大分子內(nèi)，都能夠形成氫鍵使得纖維素分子極難溶解，嚴(yán)重影響了纖維素工業(yè)應(yīng)用。所以，開發(fā)有效纖維素溶劑體系含有主要意義。本文從環(huán)境友好角度介紹了纖維素溶劑體系。纖維素的綠色溶解體系專家講座第3頁CompanyLogo非反應(yīng)型無機(jī)溶劑一、堿/尿素/水體系LiOH/尿素體系是一個(gè)能夠溶解高分子量(Mη=3.7×105)纖維素溶劑，這種溶劑可經(jīng)過冷凍-解凍方法直接溶解天然纖維素(棉短絨、草漿、甘蔗渣漿、木漿等)和再生纖維素(纖維素?zé)o紡布、玻璃紙、粘膠絲等)，并得到100%溶解透明濃溶液，此法原料消耗少、生產(chǎn)周期短、工藝流程簡單，整個(gè)過程沒有化學(xué)反應(yīng)，比傳統(tǒng)粘膠法少了堿化、磺酸化和熟成等工藝，且所用尿素?zé)o毒并可回收循環(huán)使用，是一個(gè)綠色、適合工業(yè)化生產(chǎn)工藝。纖維素的綠色溶解體系專家講座第4頁CompanyLogoLiOH/尿素體系溶解機(jī)理Title纖維素的綠色溶解體系專家講座第5頁CompanyLogoText2Text3Text4NaOH/尿素/H2O體系、KOH/尿素/H2O體系也是纖維素良好溶劑，其溶解機(jī)理和LiOH/尿素/H2O體系基本相同。不過因?yàn)閴A金屬離子在電負(fù)性、離子半徑等方面略有差異，造成它們與纖維素之間形成氫鍵能力有也有所不一樣，所以它們對棉短絨溶解能力大小次序?yàn)?LiOH/尿素>NaOH/尿素>KOH/尿素纖維素的綠色溶解體系專家講座第6頁CompanyLogo1.2堿/硫脲/水體系堿/硫脲/H2O體系對纖維素溶解能力比堿/尿素/H2O體系更強(qiáng)，能很好溶解棉短絨漿、草漿、甘蔗渣漿、木漿、纖維素?zé)o紡布以及其它經(jīng)過蒸汽爆破處理纖維素，尤其是對高結(jié)晶度天然棉短絨，在很短時(shí)間內(nèi)能夠?qū)⑵淙芙狻＠w維素的綠色溶解體系專家講座第7頁CompanyLogo堿/硫脲/H2O片光照和TEM照片纖維素的綠色溶解體系專家講座第8頁CompanyLogo1.3堿/硫脲/尿素/水體系NaOH/硫脲或者NaOH/尿素體系在纖維素高濃度紡絲時(shí)不穩(wěn)定，不利于工業(yè)化生產(chǎn)，而NaOH/硫脲/尿素/水體系能夠克服這一問題，而且該體系溶解纖維素速度與能力都優(yōu)于NaOH/硫脲或氫氧化鈉/尿素體系，其機(jī)理仍在探討中。纖維素的綠色溶解體系專家講座第9頁CompanyLogo非反應(yīng)型有機(jī)溶劑2.1胺氧化物體系胺氧化物尤其是NMMO被認(rèn)為是當(dāng)前最有前途纖維素有機(jī)溶劑之一，也是當(dāng)前能真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)且前景可觀一個(gè)溶劑。NMMO熔點(diǎn)為184.2℃，易溶于水，并能與1～4個(gè)水分子形成結(jié)晶水化物。通常情況下，NMMO以一水化合物存在，其熔點(diǎn)為72℃。纖維素的綠色溶解體系專家講座第10頁CompanyLogo。NMMO與纖維素作用機(jī)理纖維素在N-甲基氧化嗎啉溶液中溶解過程示意圖纖維素的綠色溶解體系專家講座第11頁CompanyLogo2.2纖維素在離子液體中溶纖維素在離子液體中溶解是基于纖維素羥基氧原子起了電子給予體作用，而氫原子作為電子接收體，溶解機(jī)理如圖所表示。纖維素的綠色溶解體系專家講座第12頁CompanyLogo反應(yīng)型溶劑纖維素在這類溶劑溶解過程中生成以不穩(wěn)定共價(jià)鍵結(jié)合衍生物，輕易被質(zhì)子介質(zhì)所分解，生成再生纖維素沉淀比如PF/DMSO(DMF，DMAc)、三氯乙醛/偶極非質(zhì)子液體和N2O4/DMF三種體系，還有一類含氧堿性溶劑體系適合用于纖維素烷基化反應(yīng)。這些體系突出問題是造成纖維素降解、變性、聚合度降低等改變，產(chǎn)物難以保持纖維素天然特征，而且生產(chǎn)中常伴伴隨環(huán)境污染。纖維素的綠色溶解體系專家講座第13頁CompanyLogo結(jié)語因?yàn)橹苯訉μ烊焕w維素進(jìn)行成型加工非常困難，所以將其溶解后再利用是比較慣用方法。溶解纖維素理想溶劑可使纖維素溶解并無衍生化反應(yīng)，極少或無纖維素降解，無毒性副產(chǎn)物或污水，且加工工藝簡單、制造工藝可靠。對于新型纖維素溶劑N-甲基氧化嗎啉(NMMO)，它能很好地溶解纖維素，得到成纖、成膜性能良好纖維素溶液，但其價(jià)格昂貴，紡絲溫度較高，造成工業(yè)化生產(chǎn)困難。離子液體還沒有進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，價(jià)格較高。而以堿金屬氫氧化物為基礎(chǔ)溶劑體系是一個(gè)無污染、價(jià)廉有效纖維素溶劑，有較為遼闊開發(fā)應(yīng)用前景。