纤维素醚化改性研究初探开题报告

1. 研究目的与意义

纤维素醚是由纤维素制成的具有醚结构的高分子化合物。纤维素是地球上最古老、最丰富的天然高分子材料，是取之不尽用之不竭的天然可再生环保型资源，木材、麻、稻草、蔗渣等都是纤维素的来源。近年来，随着石油、煤炭储量的下降，石油价格的飞速增长和各国对环境污染问题的日益关注和重视，纤维素这种可持续发展的再生资源的应用愈来愈受到重视。纤维素可广泛替代石油化工原料，对缓解世界能源与环境问题有着重大意义。

纤维素醚应用广泛，除了可应用于造纸工业，还可运用于其他领域，如石油工业，建筑、涂料工业，纺织工业，日用化学品工业，医药、食品工业，光、电功能材料等等，未来的市场也很广阔。

2. 国内外研究现状分析

国外：

在纤维素进行醚化之前，均要进行碱化润胀处理，碱润胀处理一般在较低温度下进行（如20℃）进行为宜。但pavlov等指出，这种关系仅仅是在最高温度为70℃时有效。他们的研究表明，高温浸渍也可使纤维素获得高的反应活性，在90~115℃之间进行浸渍制备的碱纤维素反应活性甚至比20℃时更高，而中间温度60~70℃是最不适宜的温度。

国内：

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

利用Williamson合成法，以卤代烷烃、卤代烯烃作为醚化剂，将碱化后的纤维素进行醚化。通过单因素试验与正交试验的综合分析，最终确定醚化反应的最佳温度、时间、醚化剂用量、碱用量等反应条件。

纤维素醚具有亲水性、吸水性等特性，通过观察产品的溶解性来初步判断纤维素的醚化程度，最终通过红外光谱仪来进行分析产物的取代度。

研究计划：

4. 研究创新点

从所阅读的文献来看，在碱化阶段多以10%naoh溶液和75%乙醇的混合液来进行处理，但从从实验室初步试验发现，2g绝干浆用浸渍浴比为1:33，46ml 200g/l的naoh，20ml无水乙醇进行碱化，所得的碱纤维素润胀效果最好。

醚化阶段国内外的研究多以单氯甲烷，环氧丙烷，氯乙酸等作为醚化剂，而本次研究以活性较高的环氧氯丙烷为醚化剂，通过改变反应的温度、时间、醚化剂用量、碱用量等因素，测定其取代度，最后制定出最佳实验方案。

根据纤维素不溶于水，而纤维素醚溶于水这一区别，通过观察产品的溶解性能，可初步判断其取代度。最终通过红外光谱测定，更精确的确定其取代度大小。