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杨木和稻草微米纤维素表面官能团研究 总被引：2，自引：0，他引：2
利用傅立叶变换红外光谱仪对不同形态的杨木和稻草原料进行了表面官能团分析。研究表明杨木纤维素在经研磨成微米级别后,同一个纤维素分子链上相邻的葡萄糖单元-OH基之间形成的分子内氢键联结加强,从而赋予杨木微米纤维素一定的刚度;而稻草纤维素分子间的氢键联结增强且Si—H峰变弱,表明在高速研磨过程中部分硅物质剥落,使微米稻草纤维素表面性能有所改善。 相似文献
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纺织用天然竹纤维的结构和热性能 总被引：23，自引：0，他引：23
采用SEM、FT-IR、WAXD、TG和DSC等分析方法对纺织用天然竹纤维的结构和热性能进行了表征，并与普通棉纤维进行了比较，研究结果表明：天然竹纤维截面呈扁平状，无皮芯层结构，纤维中间具有孔洞，纵向存在沟槽，横向有枝节；由竹材提取竹纤维的工艺未改变天然竹纤维的结晶结构属性，其结晶变体属于纤维素Ⅰ，由WAXD测定的结晶度和由FT-IR获得的结晶指数比棉纤维高；天然竹纤维的热稳定性和热降解机理与棉纤维相同，但在氮气中热裂解的吸热量和在空气中热降解的放热量低于棉纤维，这与其分子链间氢键作用的强度较大有关。 相似文献
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纤维素酶催化水解和氧化机制的研究进展 总被引：8，自引：0，他引：8
人类对纤维素的开发与利用还非常有限,未能完全搞清天然纤维素的生物降解机制是其一个重要原因.自从C1-Cx假说提出以来,又有较多的降解理论出现对其改进,纤维素酶水解机制不能完全解释天然纤维素的降解,大量文献证实天然纤维素降解存在氧化机制.本文主要介绍水解与氧化机制中具代表性酶协同降解模型、纤维二糖水解酶(CBH)协同作用假说、羟基自由基的氧化机制和纤维二糖脱氢酶途径等不同降解理论,将水解和氧化两种机制结合起来给出其降解途径,也许能够较为容易理解纤维素的降解具体过程. 相似文献
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为改善纤维素原料的亲水性,提高纤维素的可及度,将具有强亲水性的聚醚引入离子液体合成出系列聚醚功能化双核咪唑类离子液体,并将其应用于纤维素的预处理和糖化研究。相对于在咪唑类离子液体中引入烯丙基、烷基、羧酸以及乙酸乙酯等阳离子功能化基团,聚醚基团的烷氧基(CH2—CH2—O)可增大离子液体与纤维素的有效接触,并作为氢键受体促进纤维素中原有氢键的破坏;分子质量为400的聚乙二醇(PEG400)可提供足够数量和极化强度的氢原子改善亲水性;相对于单核咪唑类,双核咪唑类离子液体醚基上的次甲基氢原子的极性增强(E_T(30),61.33 kcal/mol),形成更高的氢键酸度(α,2.792);聚醚功能化双核咪唑类离子液体([PEG400-(Et-Im)_2][Cl]_2)对纤维素溶解度高达13.26%质量分数。相对于HCOO~-、Cl~-和Br~-阴离子功能化,OAc~-功能化的[PEG400-(Et-Im)_2][OAc]_2具有更大的氢键碱度(β,1.04),增加了对纤维素羟基上氢键的接受能力;聚醚的烷氧基会带来较低的黏度(63 c P,120℃),黏度表观活化能(E_η)为30.11 k J/mol,促进了离子液体与纤维素的接触与物质传输,由此获得[PEG400-(Et-Im)2][OAc]_2对纤维素的高溶解度(14.76%质量分数)。纤维素在[PEG400-(Et-Im)_2][OAc]_2溶解过程中没有发生衍生化反应,纤维素的结晶度由85.4%降至31.6%,实现了高结晶有序结构向无定型的转化。得到的再生纤维素膜具有各向同性和均一致密的性能,热力学稳定性稍有下降。酸性聚醚功能化离子液体[PEG400-(Et-Im)_2][HSO4]_2催化纤维素水解中葡萄糖得率为55.8%。 相似文献
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纤维素是植物细胞壁的主要组分之一,是由葡萄糖通过1,4-β糖苷键连接而成的均一聚糖,广泛应用于生产酯类、醚类等纤维素基化工产品。纤维素基产品的制备及应用与其溶解程度密切相关,探究纤维素溶解机理,寻找一种绿色高效的纤维素溶剂至关重要。综述了当前国内外学者们对纤维素溶解机理的解释(氢键破坏理论)以及可能影响溶解的因素(化学热力学、化学动力学、结晶度、纤维素两亲性、电荷数和温度),在此基础上探讨了导致纤维素水溶性差的原因,提出了在复杂体系中除了氢键作用以外,还需要综合考虑范德华力、疏水性相互作用的影响。同时,总结了纤维素在离子液体中溶解机理方面存在的争议,其中关于氢键理论还存在一定问题,动力学控制理论尚不明确,阳离子在溶解过程所起的作用被忽视,指出离子液体阳离子的两亲性是纤维素溶解的关键因素。基于纤维素的两亲性及两亲性溶剂促进纤维素溶解的重要理论,提出了应重点寻找新型两亲性溶剂的观点,为未来寻求高效、环境友好、成本低廉的纤维素溶剂指明了方向。 相似文献
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纤维素是自然界丰富的天然有机高分子,具有价廉易得、环境友好、力学性能良好等优点,开发和利用空间非常广阔。传统水凝胶存在力学强度差、结构功能单一等问题,而引入纤维素及其衍生物是改善其性能的一种重要手段。因此通过物理或者化学方法对纤维素进行改性,制备具有自愈合性能的凝胶,受到科技工作者的广泛关注和研究。笔者以物理型和化学型自愈合凝胶为主线,综述了近年来采用纤维素制备自愈合材料的研究进展,为纤维素基自愈合凝胶的制备和应用提供参考。以纤维素基凝胶的自愈合机理进行分类,重点介绍了利用氢键、疏水相互作用、主-客体相互作用、金属配位作用和静电作用等物理作用,以及硼酸酯键、双硫键、酰腙键、烯胺键和Diels-Alder反应等化学作用构建的凝胶。分析了自愈合凝胶的设计思路,探讨了凝胶自愈合性能的影响因素,同时总结了基于纤维素制备的自愈合凝胶的结构特性及其在柔性电子、生物医疗、组织工程等方面的应用。最后,探讨了纤维素基自愈合凝胶所面临的问题,并展望了其研究前景。 相似文献
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分别采用丙酮(CH3COCH3)/NaOH、乙醇(EtOH)/NaOH等10种化学试剂体系对纸浆纤维素进行预处理,通过R-10值和保水值(VWR)的测定,比较各化学试剂体系对纤维素平均聚合度和可及度的影响,然后选出预处理效果好的纤维素进行XRD和FT-IR测试,研究对应的体系对纤维素结晶构造、官能团和氢键的影响。结果表明:NaOH/H2O2/H2O、乙二醇(EG)/H2O2/H2O、EtOH/NaOH、CH3COCH3/NaOH这4大体系预处理纤维素的效果要好于其它体系;纤维素经NaOH/H2O2/H2O、EG/H2O2/H2O和EtOH/NaOH体系处理后,结晶度由65.3%分别下降为61.3%、63.7%和49.8%,分子间氢键相对百分数由61.5%分别降为58.7%、58.2%和50.3%,但晶型没有发生变化,而经丙酮/氢氧化钠体系处理后,晶型发生了改变,结晶度降低了18个百分点,分子间氢键相对百分数下降了14.7个百分点。 相似文献
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水凝胶是由亲水性聚合物通过物理或化学交联方式形成的3D网络结构材料,通常具有亲水性、黏弹性、生物相容性等特点,广泛应用于生物工程、柔性电子等领域。传统水凝胶一般采用化石基聚合物为原料,其使用和废弃过程对人体和环境存在潜在威胁;同时水凝胶长时间使用后,在机械外力作用下易产生破坏,从而会对其结构完整性和性能产生影响。具有自我修复能力的水凝胶破损后利用超分子相互作用或可逆共价作用可以恢复到与起始状态几乎相同的机械性能,对延长水凝胶使用寿命具有重要意义。纤维素是一种天然有机聚合物,主要来源于自然界中的树木等天然材料,具有无毒、无害、生物相容性好等优点,符合绿色环保理念,应用前景广阔。纤维素链上丰富的含氧基团可与水分子形成氢键网络,有利于制备具自愈能力的水凝胶。对纤维素进行化学改性得到纤维素衍生物,如羧甲基纤维素、羟乙基纤维素等,可以扩大其在水凝胶领域的应用。本研究综述以纤维素以及纤维素衍生物为原料的一类自愈合水凝胶,总结传统自愈合水凝胶存在的缺点并提出相关改性策略。纤维素因自身晶体结构以及内部超分子相互作用导致其在水中难以溶解,故一般采用分散体系或溶解体系进行纤维素水凝胶的制备,通过调控水凝胶... 相似文献
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He Jing Liu Zhu Li Hua-yang Wang Guo-hua Pu Jun-wen 《中国林学(英文版)》2007,9(3):217-220
A LiC1/DMAC solvent system was used to dissolve wood-cellulose with aims to broaden its application in preparing functional materials of modified wood-cellulose. We studied the dissolubility complexion of wood-cellulose in a LiC1/DMAC solvent system, made sure of the important function of LiC1 in a cellulose solvent, and further confirmed its dissolution mechanism via the measurement of infrared spectra of soluble products. The study results are as follows： first, LiC1 salts, which can form intermediate complexes with cellulose, have played an important role in the LiC1/DMAC solvent system, and their solubility performance is en- hanced by reducing the hydrogen bond effect between cellulose molecules; second, the non-aqueous solvent system is a better method for dissolving wood-cellulose in homogenous phase. As found in infrared spectra, the absorption intensity of hydroxyl groups （broad peaks： 3,400 cm^-1） decreased greatly in cellulose macromolecules. This is because the degree of association between the hydroxyl groups of cellulose macromolecules is reduced, due to the destruction of the hydrogen bonds. Lastly, wood-cellulose can be dissolved in a LiC1/DMAC solvent thoroughly and efficiently, and can provide a better solvent system for homogeneous synthesis in the preparation of new functional materials via modified wood-cellulose. 相似文献
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To gain insight into the physical nature of the coupling between mechanical stress and humidity variations, the behaviour
of thin wood strips was studied using specially developed apparatus for creep/recovery and relaxation/blotting-out tests in
a controlled humidity environment. The load time and the rate of viscoelastic creep were found to have little influence on
mechano-sorptive creep. Moreover, creep trajectory curves for specimens with continuous and interrupted humidity cycles indicated
divergence from simple creep-limit behaviour. The effect of transient moisture was also modelled numerically at the molecular
level using an idealized cellulose-based composite. Preliminary results suggest that: (i) during free shrinkage, the cellulose
chains in elementary fibrils may bend perpendicular to the planes of the hydrogen bonded sheets which form the crystalline
lattice; (ii) transient hydrogen bonding between the crystalline cellulose and amorphous polymer owing to the introduction
or removal of water may accelerate shear slip between the two phases in the presence of an external load.
Received 6 July 2000
The financial support of the Swiss Federal Office for Education and Science is gratefully acknowledged. 相似文献
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以毛竹粉为原料,采用TEMPO催化氧化联合超声处理制备纳米微纤丝,通过改变Na Cl O与纤维素的质量比,研究了Na Cl O添加量对纳米纤维素的长径比、纤维形态以及羧基含量等特性的影响。结果表明:随着Na Cl O添加量的增加,纳米纤维素羧基含量逐渐提高,长径比增大;当Na Cl O添加量为15 mmol/g时,纳米纤维素羧基含量可高达1.646 mmol/g,横截面直径可达6～10 nm,长径比为273～455;随着纳米纤维素羧基含量的增加,纳米纤维素悬浮液的透光率和剪切黏度不断增大。虽然TEMPO催化氧化程度不断加深,但纳米纤维素的晶型并未遭到破坏,仍然呈现出典型的纤维素I晶体结构,而随着羧基含量的增加,纳米纤维素的结晶度和热稳定性有一定程度的下降。 相似文献
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P. Sittisart M. M. Hyland M. A. Hodgson C. Nguyen A. Fernyhough 《Wood Science and Technology》2014,48(4):841-853
The aim of this project was to fabricate electroless nickel-coated cellulose fibres. Ultimately, these nickel-coated cellulose fibres will be used to develop a cost-effective polymer composite for electromagnetic interference (EMI) shielding and/or electrostatic discharge (ESD) applications. An attempt has been made to impart electrical conductivity onto cellulose fibres via an electroless nickel plating process. The aim was to achieve a homogeneous, continuous layer of Ni on the cellulose fibres, and the plating conditions were optimized to achieve this. The relationship between the coating morphology and the performance of the coated fibre was also of interest. Testing was carried out using cellulose filter paper and then loose cellulose fibres. Scanning electron microscopic (SEM) images of nickel-coated filter paper showed that nickel particles are bonded to the cellulose fibres. The coating appeared more compacted and continuous as plating time increased, corresponding to lower surface resistivity. This observation suggested a correlation between morphology and electrical conductivity of the coating. For nickel-coated cellulose fibres, after optimization of plating conditions, a uniform deposition of nickel particles around the cellulose surfaces was confirmed by SEM images. EDS and XRD results confirmed similar coating could be produced on filter paper and cellulose fibres. SEM images of cross-sectioned nickel-coated cellulose fibres illustrated nickel particles had penetrated into the inner walls of the cellulose fibres. This impregnation of the fibres should act to increase the bonding between nickel coating and cellulose fibres. These nickel-impregnated cellulose fibres could now be incorporated into a polymer matrix to create an electrically conducting composite with the right processing parameters. 相似文献
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Nam-Hun Kim 《Journal of Wood Science》2005,51(3):290-294
The crystal transformation of cellulose I to cellulose II during alkali swelling was investigated in decayed oak wood that was used for shiitake mushroom cultivation and the results were compared with those of sound wood using X-ray diffraction analysis and ultraviolet microscopy. During mercerization, the sapwood cellulose of decayed wood was easily transformed into Na-cellulose I and then Na-cellulose I was easily converted into cellulose II after washing and drying. The sapwood cellulose of sound wood was converted more slowly to Na-cellulose I and very little Na-cellulose was converted to cellulose II. Na-cellulose I of sound wood can be reconverted to cellulose I during washing and drying. Therefore, it could be concluded that lignin prevented the alkali swelling of wood cellulose and the transformation from cellulose I to cellulose II. The decay of crystalline cellulose might cause an increase in the susceptibility of alkali swelling, so that the degree of mercerization may be also affected. 相似文献
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为探讨解结晶处理提高酶水解效率的机理,对比研究了高结晶度的微晶纤维素(MCC)和低结晶度的解结晶微晶纤维素(D-MCC)对纤维素酶的吸附过程。结果发现:酶吸附平衡后,样品的XPS和FT-IR分析表明纤维素酶通过酶蛋白的氨基(—NH_2)与纤维素分子链上的羟基(—OH)之间以氢键(C—OH…NH)力吸附在MCC上;相同条件下得到的MCC和D-MCC吸附率曲线的差异表明,底物结构的改善比提高温度更能提高酶吸附率;比较纤维素酶对MCC和D-MCC在35℃下的吸附动力学可知,通过降低底物的结晶度可促进酶吸附,刚性结构的MCC更满足准一级动力学的假设,D-MCC表面结构相对松散,其吸附过程需进一步分析,以得到更适合的动力学方程。 相似文献
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Fe2+-H2O2-二氧化硫脲引发桉木浆与甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝共聚的研究 总被引：1，自引：1，他引：0
研究了Fe2 -H2O2-二氧化硫脲体系引发桉木浆与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的接枝共聚.初步讨论了该引发体系的引发机理,用接枝率、接枝效率和单体转化率考察了温度、反应时间、过氧化氢用量、二氧化硫脲用量、单体浓度和液比对接枝的影响.并用红外光谱对接枝纤维产物进行了鉴定.结果表明,组分二氧化硫脲的加入能有效地使接枝共聚得以顺利进行.适当提高温度,增加过氧化氢用量,减小液比,控制合适的二氧化硫脲用量都能提高接枝率和单体转化率,并在较短的时间就能成功接枝.接枝效率几乎不受任何因素的影响,一般维持在97%～99%,接枝过程产生的均聚物极少. 相似文献
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本文讨论了木质纤维自身胶合的问题，湿法纤维板是实现自身胶粘的典型例子，提出利用木质纤维原料生成实现自身胶合，以及木质纤维原料表面活化是实现良好先决条件，对木质纤维原料自身胶粘的研究寄予厚望。 相似文献