酯化纤维素膜的制备与性能研究开题报告

全文总字数：1975字

1. 研究目的与意义

随着环境污染的日益加重，环境友好型材料越来越受到人们的关注与支持。纤维素是自然界最丰富的可再生资源之一，它来源广泛，价格低廉，对环境无污染，是天然植物资源。天然植物资源与传统材料复合制备生物质复合材料是科学发展的必然趋势，且应用前景广阔。

纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖，在自然界中储量巨大。通过酯化改性纤维素可以赋予纤维素优良的加工性能，具有替代石油基塑料的潜力。离子液体及有机溶剂组成的复合溶剂能够高效溶解粉碎过的纤维素，本研究首先将纤维素溶解在离子液体/DMSO中，再通过均相酯化改性（邻苯二甲酸酐、丁二酸酐）来赋予纤维素热塑性，研究均相酯化条件对纤维素塑料性能的影响；制备纤维素膜，具有透光性好，生物可降解等特点。

2. 国内外研究现状分析

离子液体是性能特殊的绿色溶剂，是只有阴离子和阳离子组成的有机熔融盐，在低温状态下为液体。具有熔点低、导电性能好、化学性质稳定以及其化学性质和物理性质可根据结构进行调节等特点。各项研究表明离子液体对纤维素、半纤维素、淀粉、壳聚糖、木材等各天然高分子材料具有较强的溶解性能。

1934年 graenacher 首先发现熔融的n-乙基吡啶氯化物可溶解纤维素 ^[1]。2003年任强等人合成出了新型离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物[amim]cl，该离子液体具有溶解纤维素速度快、温度低、降解度低等特点^[2]。同年，又有两种新的可溶解纤维素的离子液体出现。后期，又陆续研究出具有不同溶解性能的离子液体如：hemimcl、[(mim)2so]c12、 [c2mim](meo)rpo2等^[3]。2010年，xu对八种可以溶解纤维素的离子液体研究后发现：这些离子液体对纤维素的溶解能力与阴离子接受氢键的能力有关^[4]。

1960年loeb 制备出了第一张有工业利用价值的醋酸纤维素非对称膜。之后，反渗透膜、超滤膜、气体分离膜等多种纤维素膜开始被应用到工业生产中^[5]。近年来我国科研领域主要以nmmo 法制备各种纤维素膜。另外，通过离子液体再生制备纤维素膜是最近新兴起的研究方法，由于该方法对环境污染小、离子液体回收循环利用简单既而受到人们的关注。目前制备出的纤维素膜的种类多：如醋酸纤维素膜、三醋酸纤维素膜、再生纤维素膜等，并可以根据不同的物化结构，物理性质、制作材料、作用机理等方式对其进行分类^[6]。

3. 研究的基本内容与计划

1、纤维素的预处理：普通纤维素经过研磨粉碎后作为原料，并烘干待用

2、离子液体溶解纤维素：离子液体/dmso复合溶剂对木粉进行溶解

3、纤维素的均相酯化改性：通过加入不同的酸酐与溶解在离子液体复合溶剂中的纤维素进行酯化反应，并在洗涤、烘干后得到不同的酯化纤维素样品。

4. 研究创新点

1.以普通纤维素为原料，选用离子液体/DMSO复合溶剂对其进行溶解，并对其与不同酸酐酯化反应制膜后进行表征和对比。

2.选用邻苯二甲酸酐、丁二酸酐为反应物，以DMF为催化剂，对纤维素进行酯化处理。投用不同的酸酐，用红外光谱分析变性纤维素的酯化效果。

3.将酯化后的纤维素压膜，研究变性纤维素膜的可塑性