反应挤出原位制备纤维素马来酸酯.pdfVIP

8 合成纤维SyntheticFiberinChina 2013年第42卷第6期 取代度和溶解度都趋于稳定。 图3螺杆转速对纤维素取代度的影响 图2MA含量对纤维素取代度的影响 吸附水 ，由于 cellulosemaleate4中纤维素的分子 裹1纤维素在 [Bmin】CI中的溶解度 间和分子内作用力较小，水分子能更 自由地运动、 样品 溶解度 吸附到纤维素分子上，所以1630cm 的峰面积增 纯 cellulose 9．O cellulo$emIjleatel l2．5 大。 celluloseraaleate2 14．8 cellulosemaleate3 17_3 cellulosemaleate4 20．7 cellulosemaleate5 21．4 2．2 螺杆转速对取代度的影响 选择MA与纤维素质量比为0．8，考察螺杆转 速对纤维素取代度的影响。图3为螺杆转速对纤维 素取代度的影响曲线。随着螺杆转速的提高，纤维 素与MA受到的切应力逐渐增强，能促进纤维素在 [Bmim】CI中的溶解及其与MA的酯化反应。当螺 杆转速为50r／rain时，改性纤维素的取代度达到最 渡数，cm 高，说明此时机械切应力作用和酯化反应时间达到 图4纤维素的FTIR图 一 个平衡点。当螺杆转速过高，会导致纤维素与 1430cm-I和 898cm 的峰分别代表纤维素 3／一 MA原位反应时间缩短，酯化反应不够充分，而强 糖苷键处的CH2对称弯曲振动峰和 CH变形振动 大的切应力也可能引起纤维素的降解反应。以上研 峰，这两个峰面积分别代表了纤维素的结晶区域和 究表明：当MA与纤维素质量比为0．8、螺杆转速 非晶区域。根据这两 峻湎积之比可以计算得到纤维 为50rm／in时，纤维素改性程度较高，同时也保证 素的侧序指数 (1ateralorderindex，LOI)，能反映纤 了纤维素本身的性能。 维素的整体有序度。由表 2可知：随着MA含量的 2．3 FTIR分析 增加，改性纤维素的LOI值逐渐降低，表明在挤出 图4是纤维素与改性纤维素的红外光谱图。b、 过程中，纤维素与MA反应后分子链上生成了较多 c在 1720em 出现了羰基伸缩振动峰，证明了纤 支链，妨碍了纤维素分子的聚集和排列，导致纤维 维素马来酸酯的生成，并且随着MA含量的增加， 素晶体的有序性降低。纤维素分子链上的MA支链 羰基伸缩振动峰强度增加，表明纤维素分子上生成 使纤维素分子容易发生团聚，抑制了纤维素分子链 了更多的MA支链。纤维素分子中形成了大量裸露 向纤维素晶核表面的扩散和排列，所以随着MA含 的自由氢键，有利于减弱纤维素分子间和分子内的 量的增加，改性纤维素结晶度进一步降低，而非晶 相互作用力。1630em 处的峰表明纤维素中存在 相区域的增加能为MA提供更多的活动空间，从而 2013，42(6) 张弱，李海峰，李欣达，等．反应挤出原住制备纤维素马来酸酯 9 促进酯化反应的发生。 表2纤维素样品的LOI 样品 LOI 纯 cellulose