预处理溶剂对纤维素预处理效果的影响

doi:10.3969/j.issn.0253-2417.2014.02.015

林产化学与工业 ›› 2014, Vol. 34 ›› Issue (2): 85-90.doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2014.02.015

预处理溶剂对纤维素预处理效果的影响

郭静, 谢飘, 管福成, 王志超, 张成娇

大连工业大学纺织与材料工程学院, 辽宁大连 116034

收稿日期:2013-04-07 出版日期:2014-04-25 发布日期:2014-04-26
作者简介:郭静（1962-），女，辽宁大连人，教授，博士，硕士生导师，主要从事高分子材料改性与成型加工技术；E-mail：guojing8168@163.com。
基金资助:
辽宁省教育厅重点实验室项目（LS2010010）

Influences on the Effect of Pretreating Cellulose by Pretreatment Solvents

GUO Jing, XIE Piao, GUAN Fu-cheng, WANG Zhi-chao, ZHANG Cheng-jiao

Department of Textile and Materials Engineering, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China

Received:2013-04-07 Online:2014-04-25 Published:2014-04-26

摘要/Abstract

摘要： 分别采用丙酮（CH₃COCH₃）/NaOH、乙醇（EtOH）/NaOH等10种化学试剂体系对纸浆纤维素进行预处理，通过R-10值和保水值（V_WR）的测定，比较各化学试剂体系对纤维素平均聚合度和可及度的影响，然后选出预处理效果好的纤维素进行XRD和FT-IR测试，研究对应的体系对纤维素结晶构造、官能团和氢键的影响。结果表明：NaOH/H₂O₂/H₂O、乙二醇（EG）/H₂O₂/H₂O、EtOH/NaOH、CH₃COCH₃/NaOH这4大体系预处理纤维素的效果要好于其它体系；纤维素经NaOH/H₂O₂/H₂O、EG/H₂O₂/H₂O和EtOH/NaOH体系处理后，结晶度由65.3%分别下降为61.3%、63.7%和49.8%，分子间氢键相对百分数由61.5%分别降为58.7%、58.2%和50.3%，但晶型没有发生变化，而经丙酮/氢氧化钠体系处理后，晶型发生了改变，结晶度降低了18个百分点，分子间氢键相对百分数下降了14.7个百分点。

关键词: 纤维素, 预处理, R-10值, 氢键, 结晶度

Abstract: Acetone(CH₃COCH₃)/NaOH, ethanol(EtOH)/NaOH and other chemical reagents systems were used for pre-treating cellulose. The R-10 value and water retention value (V_WR) were measured to evaluate their impacts on polymerization degree and accessibility of cellulose. The cellulose pretreated under the optimal condition was analyzed by XRD and FT-IR to evaluate their impacts on the crystal structure, functional groups and hydrogen bonds. The results showed that NaOH/H₂O₂/H₂O, ethylene glycol(EG)/H₂O₂/H₂O, CH₃COCH₃/NaOH and EtOH/NaOH systems exhibited better performance on the cellulose than other chemical reagents systems. The crystallinities of the pretreated celluloses were decreased from 65.3% to 61.3%, 63.7% and 49.8% as treated by NaOH/H₂O₂/H₂O, EG/H₂O₂/H₂O and EtOH/NaOH systems, respectively. The percentages of intermolecular hydrogen bonds were declined to 58.7%, 58.2% and 50.3% from 61.5%, respectively, but no crystal form changes were observed. However, in contrast, the crystal type changed as the cellulose was treated by CH₃COCH₃/NaOH system, and its crystallinity and percentage of intermolecular hydrogen bonds were reduced by 18 percent point and 14.7 percent point, respectively.

Key words: cellulose, pretreatment, R-10 value, hydrogen bond, crystallinity

中图分类号:

TQ35

郭静, 谢飘, 管福成, 王志超, 张成娇. 预处理溶剂对纤维素预处理效果的影响[J]. 林产化学与工业, 2014, 34(2): 85-90.

GUO Jing, XIE Piao, GUAN Fu-cheng, WANG Zhi-chao, ZHANG Cheng-jiao. Influences on the Effect of Pretreating Cellulose by Pretreatment Solvents[J]. Chemistry and Industry of Forest Products, 2014, 34(2): 85-90.

参考文献

[1] 孟华, 黄关葆, 汪少朋.纤维素预处理后的结构及溶液流变性能[J].纺织学报, 2008, 29(7):9-12.
[2] 胡蝶, 杨青丹, 刘洪, 等.木质纤维素预处理技术研究进展[J].湖南农业科学, 2010(19):105-108.
[3] 张继泉, 孙玉英, 关凤梅, 等.玉米秸秆稀硫酸预处理条件的初步研究[J].纤维素科学与技术, 2002, 10(2):32-36.
[4] OJUMU T V, OGUNKUNLE O A.Production of glucose from lignocellulosic under extremely low acid and high temperature in batch process, auto-hydrolysis approach[J].Journal of Applied Sciences, 2005, 5(1):15-17.
[5] 王渊龙, 程博闻, 赵家森.纤维素的活化[J].天津工业大学学报, 2002, 21(2):83-86.
[6] 曾国明, 王远亮, 宁欣强, 等.氯化锌预处理玉米秸秆纤维素[J].精细化工, 2011, 28(8):760-764.
[7] 李坤, 付时雨, 陈成聪, 等.弱碱性亚硫酸盐预处理对甘蔗渣纤维素酶酶解过程的影响[J].中华纸业, 2010, 31(12):16-20.
[8] 符若文, 张永成.磷酸活化粘胶基活性碳纤维的碳化活化机理[J].离子交换与吸附, 2001, 17(3):199-208.
[9] 李龙, 盛冠忠.X射线衍射法分析棉杆皮纤维结晶结构[J].纤维素科学与技术, 2009, 17(4):37-40, 52.
[10] 吕惠琳, 马邕文, 万金泉, 等.综纤维素氢键模式的研究[J].中国造纸学报, 2011, 26(1):1-5.
[11] 吴晶晶, 李小保, 叶菊娣, 等.碱预处理对大麻秆浆纤维素性质的影响[J].南京林业大学学报, 2010, 34(5):96-100.
[12] 付欣, 唐爱民, 张宏伟, 等.纤维素纤维的可及度及多孔性能表征研究[J].造纸科学与技术, 2005, 24(6):49-53.
[13] 杨之礼, 蒋听培, 王庆瑞, 等.纤维素与黏胶纤维[M].北京:纺织工业出版社, 1980:90-98.
[14] 唐爱民, 梁文芷.纤维素预处理技术的发展[J].林产化学与工业, 1999, 19(4):81-88.
[15] AWADEL KARIM S, NAHAD M M, PASZNER L.Factors affecting crystalline structure of cellulose during solvent purification treatment[J].Holzforschung, 1999, 153(1):1-8.
[16] SCHWANNINGER M, RODRIGUES J C, PEREIRAC H, et al.Effects of shorttime vibratory ball milling on the shape of FT-IR spectra of wood and cellulose[J].Vibrational Spectroscopy, 2004, 36(1):23-40.

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[2]	陈金伟, 王丹, 商士斌, 刘鹤, 蔡照胜. 端氨基超支化聚合物接枝双醛基纳米纤维素的制备及其对Ni²⁺的吸附[J]. 林产化学与工业, 2019, 39(4): 18-26.
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[8]	赵存异, 应文俊, 史正军, 杨海艳, 郑志锋, 杨静. 羟丙基化碱木质素的制备及其对纤维素酶水解的影响[J]. 林产化学与工业, 2019, 39(2): 109-114.
[9]	卢传巍, 王春鹏, 储富祥, 王基夫. ATRP法制备纤维素-油脂-糠醛热塑性弹性体及性能表征[J]. 林产化学与工业, 2019, 39(1): 75-80.
[10]	乔慧, 欧阳水平, 刘蕾, 欧阳嘉. 低浓度乙酸预处理玉米芯的工艺研究[J]. 林产化学与工业, 2019, 39(1): 81-87.
[11]	陈金伟, 商士斌, 沈明贵, 王丹, 付飞, 蔡照胜. 端氨基纳米纤维素的制备及对Pb(Ⅱ)的吸附性能研究[J]. 林产化学与工业, 2018, 38(6): 11-19.
[12]	宋如愿, 赵璐洋, 夏子华, 吴伟兵, 景宜, 戴红旗. 纤维素纳米晶荧光探针的制备及光学性能[J]. 林产化学与工业, 2018, 38(6): 51-58.
[13]	石纯, 李天诚, 杨静, 杨海艳, 邓佳, 史正军. 竹醋酸纤维素膜的制备及其性能研究[J]. 林产化学与工业, 2018, 38(5): 70-76.
[14]	陈子澍, 赵子暄, 张绍蒙, 任红威. 季铵盐/酰胺类低共熔溶剂的制备及其对纤维素的溶解性能[J]. 林产化学与工业, 2018, 38(5): 93-99.
[15]	应文俊, 吴凯, 史正军, 杨海艳, 郑志锋, 杨静. 磷酸联合过氧化氢预处理玉米芯及其酶水解效率的影响[J]. 林产化学与工业, 2018, 38(5): 100-106.