抗菌性醋酸纤维素山梨酸酯的合成及其纤维制备

摘要

醋酸纤维素是一种重要的有机酯，广泛应用于各个领域，但由于其典型的多聚葡萄糖结构，使得醋酸纤维素的抗菌能力极低，从而限制了其应用。因此，对醋酸纤维素的抗菌改性具有十分重要的意义。
　　本文首先对取代度(DS)为2.45的二醋酸纤维素(CDA)进行酸催化水解，得到具有不同取代度(DSCA)的醋酸纤维素(CA)，然后以山梨酸(SA)为抗菌试剂，采用两步法将其接枝到醋酸纤维素上，制备出了具有良好抗菌性能的醋酸纤维素山梨酸酯(CASA)，并通过干湿法纺丝技术制备了抗菌纤维。具体研究内容如下:
　　首先对CDA.进行酸水解研究，结果表明，随着水解时间的增加，水解产物的取代度可降至1.75，且产物均易溶于常规有机溶剂中。通过氯化亚砜(SOCl2)对SA进行活化，制备出中间产物山梨酰氯，并将其与不同取代度的CA在N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)中反应合成CASA，采用红外光谱、核磁共振及元素分析表征并分析了产物的结构。考察了DSCA、CA结构单元中-OH与山梨酰氯的摩尔比、反应温度、反应时间对产物取代度(DSCASA)的影响。研究表明，当DSCA为1.75，摩尔比为1∶6，反应温度为60℃，反应时间为24h时，产物具有最高的取代度，为1.20。
　　通过接触震荡法考察产物的抗菌性，结果表明，不同取代度的CASA对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有良好的抗菌性，当DSCASA为0.81时，其对两种细菌的抑菌率达到最高，分别为81.5％和95.4％。此外，通过热重分析仪、差示扫描量热仪、X射线衍射仪表征了CASA的热性能和结晶性。结果表明，与纯CDA相比，CASA的热稳定性和结晶百分数(Xc％)略有下降，但对其能效性没有太大影响。
　　分别以DMAc和离子液体EmimAc为溶剂，并加入少量的纤维素，配制了10wt％的纺丝溶液，采用干湿法纺丝技术制备了醋酸纤维素山梨酸酯纤维。结果表明，此方法制备出了力学性能和抗菌性较好的醋酸纤维素山梨酸酯纤维，当溶剂为EmimAc时，其断裂强度可达2.47cN/dtex，同时纤维还具有良好的耐化学腐蚀性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 醋酸纤维素概述

1．1．1 醋酸纤维素的发展史

1．1．2 醋酸纤维素的性质

1．1．3 醋酸纤维素的制备

1．1．4 醋酸纤维素的应用

1．1．5 醋酸纤维素纤维的制备

1．2 醋酸纤维素的改性

1．2．1 醋酸纤维索抗菌改性必要性

1．2．2 醋酸纤维素改性方法

1．3 山梨酸的性质与应用

1．3．1 山梨酸的性质

1．3．2 山梨酸的应用

1．4 本文的研究意义及研究内容

1．4．1 研究意义

1．4．2 研究内容

第二章 醋酸纤维素山梨酸酯的合成及表征

2．1 实验原料与设备

2．1．1 实验原料

2．1．2 实验仪器

2．2 醋酸纤维素山梨酸酯的制备

2．2．1 酸水解制备不同取代度的醋酸纤维素

2．2．2 中间产物山梨酰氯的合成

2．3．1 不同取代度的醋酸纤维素性能测试

2．3．2 产物结构表征

2．4 结果与讨论

2．4．1 不同取代的醋酸纤维素性能分析

2．4．2 中间产物山梨酰氯的合成

2．4．3 醋酸纤维素山梨酸酯的合成

2．4．4 红外光谱分析

2．4．5 核磁共振分析

2．4．5 元素分析

2．5 本章小结

第三章 醋酸纤维素山梨酸酯的抗菌性测试及性能研究

3．1 实验原料与设备

3．1．1 实验原料

3．1．2 实验仪器

3．2 测试及表征

3．3 抗菌测试实验

3．4 结果与讨论

3．4．1 产物溶解性测试

3．4．2 热性能测试

3．4．3 XRD

3．4．4 抗菌性能分析

3．5 本章小结

第四章 醋酸纤维素山梨酸酯纤维的制备及其性能研究

4．1 实验原料与设备

4．1．1 实验原料

4．1．2 实验仪器

4．2 醋酸纤维素山梨酸酯纤维的制备

4．2．1 纺丝溶液的配制

4．3 测试与表征

4．4 结果与讨论

4．4．1 纺丝溶液的流变分析

4．4．2 纤维的性能分析

4．5 本章小结

第五章 全文总结与展望

5．1 全文总结

5．2 研究展望

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢