1. 研究目的与意义
纤维素醚是以纤维素为原料合成的具有醚结构的高分子化合物,是碱纤维素与醚化剂在一定条件下反应生成的一系列纤维素衍生物的总称,被广泛应用于石油开采、日用化工、纺织印染、建筑、涂料、高分子聚合等领域,近年来在医药方面的应用也越来越得到重视。
自然界中的纤维素主要由植物经过光合作用合成,是取之不尽、用之不竭的可再生资源。
随着人类社会的快速发展,石油、煤炭的储量以及价格越来越难以满足发展的需求,并且由于矿物资源的大规模使用,环境问题日益凸显,引发各国对环境污染问题的关注和重视,纤维素这类可持续发展、对环境友好的再生资源越来越受到重视。
2. 国内外研究现状分析
羟丙基纤维素是以木浆或棉短绒等纤维素为原料,与氢氧化钠作用生成碱纤维素,再与醚化剂(环氧丙烷或氯代丙醇)反应制得。
反应方程式如下:碱纤维的形成:在反应过程中,氢氧化钠起到润胀纤维素和促进环氧丙烷开环反应的作用。
对于碱对纤维素的润胀反应,一般认为碱纤维存在五种碱纤维素变体,第一类是经34wt%naoh水溶液处理下成为碱纤维素i和iii,第二类是经65wt%naoh水溶液处理下为碱纤维iia和iib,第三类是纤维素ii型的水化结构为碱纤维iv。
3. 研究的基本内容与计划
一、研究内容将纤维素与碱液在惰性溶剂存在下碱化,然后和环氧化合物醚化,醚化后中和多余的碱,分离精制后最终制备羟丙基纤维素醚。
考察反应工艺参数:投料量、醚化温度、时间、催化剂用量等对反应效果的影响,同时对产物进行理化性质的分析与表征。
二、研究计划1、准备工作阶段:阅读相关文献资料,了解研究课题有关的基本资料。
4. 研究创新点
目前,纤维素衍生物大多以精制棉浆为原料通过淤浆法在非均相条件下合成,但是随着国内棉花产量逐步减少,精制棉价格不断涨高,商业纤维素衍生物的大规模工业化生产面临成本过高的问题。
要解决这一问题,需要开拓新的纤维素原料资源,木浆就是廉价的、来源广泛的优秀替代资源。
实验中以不同木质浆(针叶、阔叶)为原料,考察了制备羟丙基纤维素醚的工艺条件,并对产品进行理化性质的表征,对部分应用性能进行分析,为工业化大规模生产提供了可靠数据。
