改性微晶纤维素的制备及表征开题报告

1. 研究目的与意义

纤维素是自然界中最为丰富的可再生资源,其应用涉及新材料、化工原料、国防、食品、医药、环境、石油等领域;在药物控制释放技术、固定化技术、生物传感器、膜材料、载体材料、功能化学品及添加剂等方面显示出了巨大的发展前景。

天然纤维素的高结晶度和难溶性等特点限制了它在各行业的应用范围。长期以来，人们利用各种方法对纤维素进行改性，以拓宽其应用领域，如将纤维素进行氧化。经高碘酸盐氧化处理后的纤维素纤维本身具有良好的物理机械性能，并可通过高分子化学反应，引入其它官能团，如羟基、氨基、肼基、羧基等，合成具有新功能和新用途的纤维素衍生物，如可获得具有荧光、储能、螯合剂及生物医用等特殊功能的高分子材料。

目前,纤维素的氧化反应可分为非选择性氧化和选择性氧化两类。选择性氧化体系在氧化某个特定位置羟基的同时抑制其他位置羟基的氧化,可产生选择性氧化效果。选择性氧化剂对纤维素大分子中羟基的高度选择性氧化,可有效地抑制氧化反应过程中纤维素的降解。

2. 国内外研究现状分析

微晶纤维素简称mcc，是由天然纤维素经稀无机酸水解达到极限聚合度的固体产物。天然纤维素大分子的降解过程是纤维素→水解纤维素包括微晶纤维素→纤维素糊精→β-低聚糖→纤维素二糖→d-纤维素。

对纤维素的改性最常用的方法如下所示：

化学改性

3. 研究的基本内容与计划

本课题以阔叶材自制的水解后的不同长度的三种纤维素为原料，高碘酸钠作为氧化剂制备了氧化纤维素，主要考察高碘酸钠与微晶纤维素投料比对醛基含量的影响，并以此为原料，与红色基rl进行亲核加成反应，最终得到改性样品。

醛基含量是反映阔叶材纤维被高碘酸钠溶液氧化程度的唯一量化指标，它的大小直接反映了阔叶材纤维被氧化的水平。在不降低回收率和不改变棉布纤维力学性能的前提下，氧化获得的醛基含量越高越好。醛基含量是微晶纤维素改性程度的直接反映，本实验采用盐酸羟基法测定醛基含量，反应原理如下：

cho nh2ohhcl→chnoh hcl h2o

4. 研究创新点

水解反应对纤维素非晶区有明显的破坏，在本实验中通过文献以及实验采用45℃水解，氧化后样品具有一定的醛基含量，并保持一定的长度以及形态，氧化后的接枝反应对氧化后纤维素影响不大。

并且在实验中；利用微晶纤维素氧化改性后得到的双醛纤维素分子链上的醛基与红色基RL的氨基发生亲核反应，得到最终改性的微晶纤维素。