纤维素_NMMO_H_2O溶液体系流变性能的研究.pdfVIP

第13 卷第1 期 纤 维 素 科 学 与 技 术 Vol.13 No.1 2005 年3 月 Journal of Cellulose Science and Technology Mar. 2005 文章编号：1004-8405(2005)01-0034-05 纤维素/NMMO·H O 溶液体系流变性能的研究1 2 1,2 1 3 2 吴翠玲 ， 李新平 ， 秦胜利 ， 王建勇 （1. 陕西科技大学 陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室，陕西 咸阳 712081 ； 2. 兰州理工大学 机电工程学院，甘肃 兰州 730050 ；3. 广东轻工职业技术学院，广东 广州 510300 ） 摘 要：利用Brookfield DV- Ⅱ型粘度计对纤维素/NMMO ·H O 溶液体系的流 2 变性能进行了研究，讨论了温度、纤维素浓度、浆粕聚合度及添加剂等对溶 液粘度的影响。结果表明，纤维素/NMMO ·H2O 溶液的流动活化能较低，因 此其表观粘度随温度的变化不大；纤维素浓度和浆粕聚合度的增加都可使溶 液粘度增大，但纤维素浓度对溶液粘度的影响更显著；抗氧化剂没食子酸丙 酯（GPE ）的加入减缓了加热时溶液粘度的下降，降低了纤维素的氧化降解； 二甲亚砜（DMSO ）的加入可有效地控制溶液粘度，改善溶液的加工性能。 关键词：纤维素；N －甲基吗啉－N －氧化物（NMMO ）；流变性能 中图分类号：TQ35 文献标识码：A [1] 大自然通过光合作用每年生产 1000～1500 亿吨的纤维素 ，它作为地球上含量最多的 天然有机物，自古以来就得到人们的重视和广泛应用。但由于纤维素本身不是一种热塑性聚 合物，对它的加工利用需要经过化学改性或将其溶解在一种真溶剂中。到目前为止，人造纤 维的加工工艺主要采用的还是污染较大的粘胶工艺，这种工艺被认为将来会逐渐被取代。因 此，新型纤维素加工工艺的研究变得非常重要。近年来，N －甲基吗啉－N －氧化物（简写 为NMMO ）溶剂体系引起了科学界的广泛兴趣。NMMO 能很好地溶解纤维素，得到成纤、 成膜性能良好的纤维素溶液。用该溶液来纺丝得到的Lyocell 纤维由于其优异的性能获得了 [2] 很大成功，同时用溶液来制膜也得到了人们的广泛重视 。 Gagnaire 等人[3]研究认为纤维素溶解在NMMO 溶剂中形成了一种纤维素真溶液，但由 于该溶液体系的稳定性较低，且极易吸收空气中的水汽，因此对这种溶液流变性能的研究进 行的不多。研究纤维素/NMMO ·H2O 溶液体系的流变性能，不仅在理论上有重要的价值，更 重要的是可以指导生产，对加工成型的工艺参数的选择和确定有重要的指导意义。 收稿日期：2004-10-09 基金项目：广东省科技计划项目（2003C103016 ）、华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室研究基金 （0210 ）和陕西省教育厅省级重点实验室2001 年重点科研项目资助课题 作者简介：吴翠玲（1967~），女，讲师，硕士研究生，主要研究方向：纤维素资源化学，低污染制浆漂白 技术。 第1 期 吴翠玲等：纤维素/NMMO ·H O溶液体系流变性能的研究 35 2 本实验对纤维素/NMMO ·H O 溶液体系在不同纤维素浓度、不同聚合度下的流变性能进 2 行了研