1. 研究目的与意义
纤维素是地球上最丰富的可再生资源之一, 人类生存圈内自然年产量约为 9×10 10 T, 能满足人类对材料环保性和生物相容性日益增加的需求 . 纤维素内部的分子链因氢键的广泛存在而聚集成高度有序的网络结构, 从而形成半晶态的超分子结构 , 这种高度有序的半晶态超分子结构使纤维素具有理想的机械性能和高稳定化学性能. 与此同时, 这种超强的氢键网络也使得纤维素在常规的溶剂(如水和大多数有机溶剂等)中难以溶解 , 从而限制了其进一步的开发和大规模应用. 因此, 寻找一种理想的具有良好纤维素溶解能力的溶剂是当前纤维素化学亟需解决的难题之一.早期的水或非水的纤维素溶剂具有环境毒性、溶解能力不足及难以回收等缺陷. 2002 年, Swatloski 等 首次尝试将离子液体作为纤维素溶剂, 用于纤维素的再生和多糖的化学修饰, 取得了良好的效果. 从此以后, 离子液体应用于溶解纤维素的研究开始引起人们的广泛关注和重视. 离子液体是一种由体积较大的不对称有机阳离子和体积较小的无机/有机阴离子组成的在室温下呈熔融态的盐, 具有优异的溶解性、热稳定性、化学惰性、强极性、不挥发、难氧化和可设计等性能, 被赋予“需求特定”(Task-Specific)和“量体裁衣”(Tailor-Making)等美誉, 广泛用于有机合成、纳米材料合成、催化、分离分析、电化学等领域. 当前, 离子液体的研究已从发展“清洁”或“绿色”的化学化工领域, 快速扩展为功能材料, 包括光纤温度计、生物催化与分离、化学聚合与催化、电解质、生物传感器、分析设备、润滑剂、替代有机溶剂和月球望远镜等.
根据阴离子的不同, 目前用于溶解、加工纤维素的离子液体大致分成三大类. 各种常规或功能化的二烷基咪唑类、N-烷基吡啶类、季铵类的氯代盐,羧酸类 和烷基磷酸酯盐 . 而纤维素与离子液体相互作用的研究主要集中在: (1)新型高效溶解纤维素离子液体的开发; (2)离子液体中纤维素溶解机理的研究; (3)离子液体中再生纤维素及其复合材料和新型功能性材料的研发等.2. 研究内容和预期目标
具体内容：（1）系统查阅国内外关于纤维素溶解研究的文献，初步了解纤维素溶解研究的一般原理、实验目的、意义和实验方案的设计工作；（2）研究纤维素溶解研究规律，得出纤维素溶解研究的初步结论，完成实验工作。
预期目标：了解掌握氢氧化钠/尿素/硫脲溶剂体系对纤维素溶解性能的影响，原理，目的，意义.
3. 研究的方法与步骤
研究方法：实验法与文献调查法 通过设计正交试验, 确定了对纤维素溶解能力最大的氢氧化钠 / 尿素 / 硫脲溶剂体系中各组分的含量, 并通过 X- 射线衍射分析、红外光谱分析、热重分析等手段, 表征了该溶剂体系获得的再生纤维素膜的结构和性能步骤：1.溶解度配制一定组成的氢氧化钠/尿素/硫脲混合溶剂, 预冷到- 10 ℃, 迅速加入一定量( W0) 的纤维素, 快速搅拌5 min, 室温放置2 h。纤维素溶解部分和未溶解部分用离心机在12 000 r/min 下离心20 min 分离, 然后将不溶部分用水反复洗涤至中性, 再用丙酮洗涤后真空烘干, 称其质量( W) ,纤维素的溶解度由式( 1) 计算：Sa=(W0-W)/W02.再生纤维素膜结构和性能的表征配制对纤维素溶解能力最大的氢氧化钠 / 尿素 /硫脲混合溶剂, 按 1.3 方法制备一定浓度的纤维素溶液, 用离心机在 12000 r/min 下离心 20 min 脱去气泡, 然后在玻璃板上刮膜, 分别用 5 %H 2 SO 4 和蒸馏水作凝固浴, 制得再生纤维素膜。采用衰减全反射红外光谱法测定再生纤维素膜的红外谱图。3.结果分析
4. 参考文献
[1]王菊生 , 孙铠 . 染整工艺原理 [m]. 中国纺织出版社 ,2003:156- 160.[2] 张俐娜 . 天然高分子改性材料及应用 [m]. 化学工业出版社 ,2006 : 71.
[3]熊犍,叶君,赵星飞 .纤维素在zncl2水溶液中的溶解性能及再生结构[j]. 华南理工大学学报(自然科学版),2010, 38(2):23-27.
[4]钟璇,童贤涛,李欣达,张玥,余木火.纤维素在naoh/硫脲/尿素水溶液中的流变性能研究[j]. 纤维素科学与技术,2013, 21(3):62-69.
5. 计划与进度安排
1. 2022年12月28日－2022年3月10日：接受毕业论文任务书，查阅参考文献，完成开题报告。 2. 2022年3月10日－3月25日：制定实验方案，做好实验所需仪器设备和化学试剂等各项准备工作, 进入实验室。 3. 2022年3月25日－4月29日：实验室进行实验，完成实验量的50％左右，接受中期检查。 4. 2022年5月2日－5月27日考察各因素对实验的影响，找到最优化反应条件，完成实验，整理归纳实验数据，进行结果分析与讨论，完成毕业论文草稿。 5. 2022年5月30日－6月10日：根据指导教师审阅意见，修改并正式完成论文，按规范要求完成装订提交，由指导教师和评阅教师评审，准备参加毕业论文答辩。 6. 2022年6月10-16日 毕业论文答辩。
