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阳离子纤维素醚产品具有优良的调理性、保湿性、成膜性、复配稳定和易漂洗功能，还表现出优异的水溶性、pH稳定性和生物相容性，可广泛应用于日化、纺织、造纸、印染和采油等技术领域，在新型抗菌材料、先进药用辅料及载体和基因转染材料等新兴技术领域也有巨大的应用潜力。但目前直接以天然纤维素为原料进行阳离子化反应还未实现工业化，以纤维素衍生物为原料进行阳离子化反应的工业生产中存在反应效率偏低、后处理过程较复杂、物耗能耗较高和污染环境等亟需解决的技术问题。
(1)因此，本文首先对比不同的分散体系中天然纤维素阳离子化反应的效果，筛选出一系列对纤维素阳离子化反应有活化作用的活化剂。分别在甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮等分散体系中，以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)实施对纤维素进行阳离子化反应，筛选出合适的体系，再引入Lewis酸、胺碱、无机盐、有机盐活化剂，通过产物取代度的测试结果对比活化剂的效果，筛选出一系列对纤维素阳离子化反应有活化作用的活化剂。结果表明，综合考虑工业生产和产物性能，以异丙醇或乙醇/异丙醇混合介质作为反应介质较为合适;胺碱、乙酸钠、尿素、氟化钠和硼砂等对纤维素阳离子化反应的活化作用较明显，可促进产物取代度和反应效率的提高。
(2)在乙醇/异丙醇混合介质中进行羟乙基纤维素的阳离子化反应，联合考察混合介质中乙醇含量、碱用量、醚化剂用量、活化剂种类及用量对产物取代度和阳离子化反应效率的影响，确定一种混合介质中羟乙基纤维素的阳离子化方法。在乙醇(Et.)和异丙醇(iPA)混合介质中，采用3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)为醚化剂进行了羟乙基纤维素(HEC)的活化-阳离子化反应，对影响产物阳离子化取代度(DS)和阳离子化效率(RE)的因素进行了研究，并采用1H-NMR对产物的结构进行确认。结果表明，按m(HEC)∶m(Et.)∶m(iPA)∶m(25％NaOH)∶m(69％CTA)∶m(Ea)=20∶20∶70:13:15∶8的配比，25℃时用胺碱活化30min，60℃恒温反应4h，产物的DS为0.50，RE达到75％。
(3)通过对比乙酸钠、尿素、氟化钠和硼砂等多种四种活化剂引入纤维素阳离子化反应中的正交实验结果，表明在含硼砂的异丙醇(iPA)-H2O非均相体系中，以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)为醚化剂，对棉短绒纤维素(Cel.)进行阳离子化反应。采用正交实验确定了影响阳离子纤维素阳离子取代度(DS)的因素，并对反应进行了优化，并采用1H-NMR对产物的结构进行了确认。结果表明，按m(Cel.)∶m(iPAⅠ)∶m(iPAⅡ)∶m(30％NaOH)∶m(50％CTA)∶m(borax)=100:1000∶400∶296∶696∶20的配比，采用室温25℃活化处理60min，50℃恒温反应4h，产物取代度DS达到0.54。
通过以上研究，可促进纤维素及其衍生物阳离子化反应技术水平的显著提高，同时该技术可相应扩展到其他纤维素衍生化反应的整个生产实践中，从而有效推动纤维素衍生物产业的技术进步，具有重要的学术、经济和社会效益。