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纤维素是由葡萄糖结构单元通过1,4-β苷键连接而成的线性高分子化合物,具有多个活性羟基。作为地球上最丰富的可再生资源,纤维素及其衍生物具有良好的化学稳定性、生物相容性、生物易降解性、环境友好性等优点,已经在化工、建筑、造纸、材料等领域得到了广泛的应用。开发利用纤维素的一个重要途径是首先将纤维素溶解在一定的溶剂体系中,然后再利用所形成的高分子均相溶液制备各种纤维素基材料,如纤维素薄膜、水凝胶、气凝胶等。作为一种绿色的纤维素溶剂,NaOH/尿素/水低温溶剂体系所用原料(7wt%NaOH、12wt%尿素)易得、绿色无污染、价格低廉,纤维素在其中的溶解为物理过程。此外,该体系所需的低温溶解条件(-10~-14℃)无论在实验室或规模化生产都很容易实现,溶剂中的化学原料也容易回收利用。本文正是基于NaOH/尿素/水体系中溶解纤维素并制备一系列纤维素基材料。主要内容如下:1.采用一种新型非反应性的凝固浴体系—丙酮/水体系,凝固制备再生纤维素膜。研究了不同体积比的丙酮/水对纤维素溶液成膜性能的影响。结果表明,体积比(φ)为2:1的丙酮/水凝固浴成膜性能最好,所成膜的结构较为致密,孔径尺寸分布较为均匀,且有较好的韧性。由于其致密的结构,再生纤维素膜对Na+和OH小离子有明显的缓控释放作用。2.用N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)改性纤维素制备水凝胶,通过改变MBA的加入量制备了一系列不同交联程度的纤维素水凝胶。结果表明,改变MBA的加入量引起纤维素结晶程度发生变化,导致水凝胶润胀性能及透明性发生改变。随着MBA用量增加,纤维素水凝胶的吸水润胀能力和透明性增加,韧性和强度下降,MBA相对用量为90%的水凝胶润胀程度和透明性最佳。MBA改性的纤维素水凝胶吸附试验结果表明,该水凝胶对亚甲基蓝有较强的吸附能力。3.用冷冻干燥的方法制备MBA改性的纤维素气凝胶,并对不同改性程度的气凝胶进行了SEM、TEM、FT-IR、XRD、TGA等表征。结果表明,MBA加入量的变化可引起气凝胶结构和性质的变化,MBA相对纤维素用量60%以下时,纤维素气凝胶为无序三维网络结构;MBA相对用量高于60%,纤维素气凝胶变为二维片层结构。另外,当纤维素浓度的较低时,通过改变干燥条件可调控纤维素的结构。SEM结果表明,MBA相对用量为60%时气凝胶为碎片状结构,MBA相对用量为90%时气凝胶为碎片状和纤维状共存的结构,MBA相对用量为120%时气凝胶为纤维状结构。