环保型天然纤维素海绵材料的制备

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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。
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