纖維素在氫氧化鈉復(fù)雜溶液中的溶解行為和溶解度

1、纖維素在氫氧化鈉復(fù)雜溶液中的溶解行為和溶解度纖維素在氫氧化鈉復(fù)雜溶液中的溶解行為和溶解度摘要摘要：在相對(duì)較高的濃度下，混合的氫氧化鈉水溶液尿素硫脲在一個(gè)886.5的組成和在零下十?dāng)z氏度被容易冷卻的溶解的纖維素來(lái)產(chǎn)生穩(wěn)定的方案。放熱的溶解過(guò)程適合在零下二攝氏度到零度。氫氧化鈉水溶液尿素硫脲溶液體系作為不被衍生化的方法打破了溶劑分子間的氫鍵并且預(yù)防纖維素分子向彼此靠近導(dǎo)致纖維素很好地分布來(lái)形成的溶解。溶劑的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)處以及纖維素和溶劑之間

2、的降低溶液溫度是做為一種提高溶解溫度的功能。在半稀釋混合溶液中（大于3.5%的混合濃度)熵驅(qū)動(dòng)化膠凝發(fā)生在體系中，隨著增加的纖維素含量凝膠溫度下降。在氫氧化鈉水溶液的體系中，氫氧化鈉水溶液尿素硫被證明是最厲害的溶劑，甚至在貯存期大概1月后，這篇文章的溶解體系并沒(méi)有降解纖維素。1、介紹、介紹纖維素是地球上最重要的骨骼部分植物和最豐富的可再生材料性質(zhì)(DoganKlemmHeubleinFink和Bohn2005)。非熱性塑料的性質(zhì)和發(fā)生在

3、最常見(jiàn)的溶劑有待進(jìn)行有效處理纖維素利用的挑戰(zhàn)。事實(shí)上因?yàn)閯傂詮?qiáng)、長(zhǎng)鏈分子間和分子內(nèi)氫鍵結(jié)構(gòu)，無(wú)任何化學(xué)溶解的纖維素的衍生化并不容易達(dá)成（FinkWeigelPurz和Ganster2001ZhangYang和Liu1999)。更常見(jiàn)的是纖維素需要“激活”或被弄得“容易接近”來(lái)溶解，即使這些觀念不明確。新型再生纖維素纖維的傳統(tǒng)的產(chǎn)生已經(jīng)很大程度上依據(jù)于纖維膠或者銅氨液這將產(chǎn)生有害的環(huán)境污染(KaeWengZhangRuanShiZhang

4、RuanZhangRuanZhouZhang&Cai2004)研制成功帶有尿素或硫脲氫氧化鈉水溶液系統(tǒng)對(duì)棉花棉絨的溶解作用。被發(fā)現(xiàn)的最優(yōu)溶解度是71281的氫氧化鈉尿素水或者9.54.586的氫氧化鈉硫脲水溶液體系。溶劑系統(tǒng)都便宜更少毒性但是結(jié)構(gòu)關(guān)系更精密復(fù)雜的溶劑還不清楚。核磁共振測(cè)量的溶劑，比如886.5的氫氧化鈉尿素硫脲的重水，在軟管中準(zhǔn)備5毫升，一個(gè)7wt%的纖維素溶劑制備分散在10℃，劇烈攪拌10分鐘的纖維素。這個(gè)溶劑和溶液被

5、注入到核磁共振測(cè)量的軟管使用注射器，并且在室溫下使用CPMAS的單位（BrukerAV400Switzerlmagicfield9.4T）進(jìn)行了固態(tài)核磁共振測(cè)量。纖維素溶液的折射率測(cè)量，在20℃的阿貝折射儀。通過(guò)使用不同的剪切率從0.01至100s和外推到零剪切速率流變儀測(cè)量剪切粘度值的零剪切粘度的解決方案（ARESRFSTAInstrumentsUSA）。凝膠溫度也從10度到100度的流變儀測(cè)量。開(kāi)展粘度在水溶液為氫氧化鈉尿素硫脲溶劑

6、的貯存時(shí)間的依賴后，立即解散纖維素和纖維素時(shí)，放置在溶劑中。計(jì)算被放置在溶劑中的纖維素的貯存時(shí)間。纖維素溶液的粘度測(cè)量與烏氏毛細(xì)管粘度計(jì)在25正負(fù)0.1℃的誤差之內(nèi)。相對(duì)粘度（η），解決方案（η）的動(dòng)力粘度比純?nèi)軇é牵?。為了避免在溶劑中聚集成纖維素，一個(gè)相對(duì)比較低的3103gml的纖維素聚集作為檢查標(biāo)準(zhǔn)。另外，纖維素的氫氧化鎘乙二溶液胺粘度也被控制在25正負(fù)0.1℃。在25攝氏度密封貯藏了30天以后，纖維素的濃度被1moll氫氧化硫中

7、和為沉淀纖維素。隔離的纖維素用水和丙酮洗干凈，并真空甩干24小時(shí)。用方程可以計(jì)算其粘度平均分子量（Brown&Wiskston1965）:[?]=3.8510?2M?0.76（1）3結(jié)果和討論結(jié)果和討論3.13.1氫氧化鈉濃度對(duì)溶解的影響氫氧化鈉濃度對(duì)溶解的影響氫氧化鈉濃度對(duì)纖維素溶解的影響的在從1%到10%的氫氧化鈉在86.5尿素硫脲水溶液得到了評(píng)價(jià)。隨著氫氧化鈉濃度增加7%的纖維素的溶解性提高了，并且在8%的氫氧化鈉下溶解度達(dá)到最高

8、，為91%(圖1)。這可能是由于氫氧化鈉水合物取決于濃度(Yamashikietal1988)。水晶纖維素鏈?zhǔn)欠浅Ｃ芗瘍?nèi)部薄片距離約10A直徑只有10納米晶。在低堿濃度、水動(dòng)力氫氧化鈉水合物的直徑可能是太大無(wú)法穿透水晶地區(qū)纖維素。在非常低的氫氧化鈉的濃度下，它也有可能是沒(méi)有足夠的堿溶解纖維素。另一方面在氫氧化鈉的濃度高于18%到20%時(shí)氫氧化鈉喜歡一直緊跟著纖維素鏈在過(guò)程中形成鈉纖維素晶體。在這種情況下纖維素也并不會(huì)解散。它已被認(rèn)同在纖