竹纤维的制备及其分子量研究

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竹纤维是以竹子为原料经一定的物理或化学加工后制备的天然纤维材料。根据选材和加工工艺的不同可分为竹原纤维和竹浆纤维。竹纤维具有良好的透气性、吸湿性、耐磨性和悬垂性,强度高、弹性好、易染色,并且具有天然的抗菌除臭保健特性。随着人们的环保和健康意识的提高,特别是在当今绿色环保成为世界共同关注的主题的情况下,竹纤维越来越受到人们的青睐。 竹纤维应用非常广泛,可应用在纺织、复合材料、造纸、竹炭纤维等领域。随着竹纤维研究的深入,研究人员发现不同竹种、竹龄、部位、地域竹纤维的性能有一定的差别,其应用也有所不同。比如,研究表明,分子聚合度在850~1000的竹纤维素作为研制开发竹子Iyocell纤维的原料比较理想。 分子量是竹纤维的主要性能之一,本文着重对不同品种及不同部位竹纤维的分子量进行了较为系统的探讨。 先制备不同部位的竹纤维。制备方法选择浆得率高、工厂普遍采用的硫酸盐法制浆,漂白方法选择反应条件较为温和的H2O2漂白工艺,制备了不同部位的早竹和毛竹各9个样品。结果发现表层的竹材平均浆得率比中层和内层低,梢部、中部、基部的平均浆得率相近,梢部略大于中部和基部,毛竹平均浆得率比早竹略高。 再采用凝胶渗透色谱法(GPC)测定竹纤维素分子量大小和分布。溶解竹纤维素的溶剂选择溶解性能和溶液稳定性良好的LiC1/DMAc溶剂体系。竹纤维素结构规整、分子间氢键作用力强,难以用溶剂直接溶解,在溶解前需进行活化处理。纤维素的活化方法较多,从活化处理对纤维素造成的降解以及实验条件等方面考虑,筛选出离心置换法、加热活化法、甲醇/DMAc置换法三种活化方法,然后对活化结果进行比较,发现甲醇/DMAc置换法是较好的活化竹纤维素的方法。采用此活化法溶解不同竹种纤维以及不同部位的早竹和毛竹纤维样品,并对所得溶液样品采用凝胶渗透色谱法测定了分子量大小和分布,结果发现不同竹种纤维的分子量特点有一定的差别,不同部位竹纤维的分子量特点也存在差异。将自制竹纤维的分子量特点与厂制竹纤维也进行了比较,发现自制的分子量较大,分子量分布更宽。
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