溶解温度及NMMO溶剂浓度对纤维素溶解的影响

摘要

针对Lyocell纤维制备过程中存在溶解状态不易量化、溶解能耗大的问题,研究了不同温度下,纤维素在不同浓度N-甲基吗啉-N氧化物(NMMO)溶剂中的溶解方式与效率,利用溶解过程中的搅拌功率-时间曲线及显微镜照片等表征不同溶解工艺的区别,并计算不同工艺的能耗.结果表明:在较高温度或较高的NMMO质量分数条件下(110°C/76％或105°C/79％),浆粕直接溶解,纤维素呈现"崩裂溶解";而在较低的温度或者较低NMMO质量分数条件下,浆粕先溶胀再溶解,纤维素呈现"溶胀溶解".纤维素非晶区溶解时搅拌功率迅速上升,纤维素微小难溶粒子溶解时搅拌功率维持稳定.此外,较高的NMMO质量分数可以缩短37％的溶解时间,降低33％的机械能;较高温度可以缩短25％的溶解时间,降低18％的机械能.浆粕在高浓度高温下溶解,具有低能耗,溶解速度快的优点.