环保型天然纤维素海绵材料的制备

摘要

本文是应企业要求以溶剂法代替有污染的CS2磺酸盐法制备纤维素海绵的研究。论文分别对酸、碱预处理法，NaOH/硫脲水溶液和LiOH/NaOH/硫脲水溶液体系制备低纤维素海绵的方法进行了较详尽的讨论。
　　 研究表明，未经过预处理的纤维素仅采用NaOH/硫脲溶液溶解时，纤维素浆粕中的大量纤维素不能充分溶解，制得的产品强度低。为了增加纤维素的溶解量，可以对纤维素进行预处理。研究表明，碱预处理好于酸预处理，它可使其转化为水化纤维素，当NaOH浓度在10wt％～15wt％时，对纤维素的预处理效果较佳。也可以通过添加其他试剂的方法以增强溶剂的溶解能力。在这里LiOH是首选的原料，由于Li+比Na+有更小的离子半径，可以更容易进入纤维素内部破坏其超分子结构，所以在NaOH/硫脲体系中，加入少量的LiOH，能很好的提高溶剂的溶解能力。试验结果表明，当NaOH与LiOH比例为7：2时，就能有效提高溶剂的溶解能力，制得的产品具有较高的力学性能。
　　 纤维素溶液通过添加成孔剂，再经老化、再生、洗涤、烘干等工艺即可制得力学性能良好、吸水率高的纤维素海绵。论文重点研究了纤维素用量，成孔剂用量、老化时间和硫酸凝固浴温度对产品性能的影响。同时对利用废弃纤维素制品制备纤维素海绵和工艺废液的回收利用也做了初步探讨。实验表明：当纤维素浓度约为5wt％～5.5wt％，成孔剂用量为28g/50g纤维素溶液，老化时间为2d，凝固浴温度为70℃～75℃时，产品具有较高的吸水性和良好的拉伸强度和撕裂强度。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 纤维素

1.1.1 纤维素分类

1.1.2 纤维素聚集态结构[8-13]

1.1.3 纤维素聚合度

1.1.4 纤维素的应用

1.2 纤维素海绵[14-17]

1.2.1 发泡方法

1.2.2 添加剂

1.2.3 纤维素海绵与泡沫塑料的性能比较

1.3 纤维素溶解方法

1.3.1 纤维素衍生物溶解法[18-21]

1.3.2 直接溶解法

1.4 纤维素预处理技术[47]

1.4.1 化学处理方法[48-54]

1.4.2 物理处理方法[55-60]

1.5 本论文的研究意义及内容

2 纤维素原料分析及其酸、碱预处理

2.1 纤维素原料分析

2.2 纤维素硫酸预处理

2.2.1 实验部分

2.2.2 结果与讨论

2.2.3 结论

2.3 纤维素NaOH溶液预处理

2.3.1 实验部分

2.3.2 结果与讨论

2.3.3 结论

2.4 本章总结

3 利用碱/硫脲体系进行纤维素海绵的制备及性能研究

3.1 利用NaOH/硫脲水溶剂体系制备纤维素海绵的研究

3.1.1 实验部分

3.1.2 产品性能测试

3.1.3 结果与讨论

3.1.4 偏光显微镜图像

3.1.5 结论

3.2 利用混合碱/硫脲体系制备纤维素海绵的研究

3.2.1 实验部分

3.2.2 产品性能测试

3.2.3 结果与讨论

3.2.4 偏光显微镜图像

3.2.6 结论

3.3 利用废弃纤维素制品进行纤维素海绵制备的研究

3.3.1 实验部分

3.3.2 产品性能检测

3.3.3 结果与讨论

3.3.4 结论

3.4 本章小结

4 最佳工艺的选择及废液回收利用的研究

4.1 最佳工艺的选择

4.2 废液回收

4.2.1 实验原料与设备

4.2.2 实验过程

4.3 讨论

4.4 本章小结

5 本文总结

5.1 结论

5.2 本文创新之处

5.3 待解决的问题

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文、申请专利及获奖