离子液体溶解天然高分子材料及绿色纺丝技术研究综述

张锁江　刘艳荣　聂毅

摘要：针对离子液体溶解纤维素、甲壳素/壳聚糖、角蛋白及其他天然高分子化合物的构效关系、溶解机理及纺丝过程的研究现状进行了综述，认为，离子液体在溶解天然高分子材料及干喷湿纺纺丝方面显示出独特的优势，为发展新一代绿色纺丝技术提供了新途径.然而离子液体溶解纺丝要实现大规模工业化应用，尚需解决一些关键问题，如溶解机理的深入研究、功能化离子液体的设计、溶液流变性及可纺性的研究、离子液体的再生纯化等.

Abstract：The structure＼|activity relationship， dissolution mechanism and spinning processes of dissolving cellulose， chitin/chitisan， keratin and other natural spinning polymer materials in ionic liquids （ILs） were reviewed . It was concluded that ILs as a class of green and prominent solvents in dissolving natural spinning polymer materials and dry＼|jet wet spinning provided a new approach to the new generation of green spinning technology. But in order to realize wide industrial application some key scientific problems of ILs spinning should be solvedincluding thorough research of the dissolution mechanism， further design of the functionalized ILs， exploration of the conditions of rheological properties and spinnability， and the recycling of ILs.

0引言

构成生物体的纤维素、甲壳素、蛋白质等都属于自然界丰富的、可再生的天然高分子材料.其中，纤维素是自然界最丰富的可再生聚合物之一[1-2]，每年自然界产生的纤维素量超过千亿吨；甲壳素产量仅次于纤维素[3]，年生物合成量约100亿吨；角蛋白是一种具有结缔和保护功能的纤维状硬蛋白，广泛存在于动物毛、发、趾甲中，其中羊毛、羽毛中角蛋白含量高达90%[4-5].随着石油资源的日益枯竭，以及可持续发展战略的实施，天然高分子材料因其具有生物相容性、可降解性，以及良好的热、化学稳定性，在造纸、纺织、塑料、医药等行业有着广泛的应用前景[6-7].

离子液体是一种新型、可设计的绿色溶剂，是由有机阳离子和有机/无机阴离子构成的、在室温或近于室温下呈液态的低温熔融盐，与传统的挥发性有机溶剂相比具有一系列的优良特性，如极性强、不挥发、不氧化、对绝大部分试剂稳定、结构可设计、对无机和有机化合物及高分子材料具有良好的溶解性等.2002年，美国 Alabama 大学的R.P.Swatloski等[8] 发现，纤维素无需活化即可以直接溶解在 [Bmim]Cl等离子液体中，这为纤维素溶剂体系的研究开辟了一个新领域，也引起了学者对天然高分子材料在离子液体中溶解研究的兴趣.目前，离子液体作为一种良好溶剂已经应用于天然高聚物，如纤维素、甲壳素、壳聚糖、羊毛/羽毛角蛋白、丝素蛋白等的溶解及纺丝性能研究.本文针对离子液体溶解天然高分子材料及纺丝过程的关键问题如构效关系、溶解机理、纺丝液流变性及可纺性、溶剂再生循环等的研究进展进行综述，以期为新一代绿色纺丝技术的发展提供新的思路.

1离子液体溶解纤维素及纺丝技术

纤维素是由D-葡萄糖基以β-1，4苷键连接形成的链状高分子化合物，分子中包含大量的分子内及分子间氢键（见图1）[9]，这导致纤维素在水及普通有机溶剂中均不溶解，只能溶于强极性溶剂或强酸强碱溶液中，如NMMO[10]， DMAc/LiCl， DMF/N2O4， 熔盐和金属复合物溶液[11-12]等，但因这些溶剂存在毒性强、挥发性强、不易回收等缺陷，易对环境造成严重污染，限制了纤维素的进一步开发和应用[13-14]，绿色溶剂离子液体作为一种绿色溶剂，甫一出现便成为当前纤维素溶解研究热点.

1.1离子液体溶解纤维素的构效关系

目前，用于研究纤维素溶解的离子液体阳离子结构主要包括咪唑、吡啶、吡咯烷等（见图2）[15].A.Brandt等[15]研究表明，咪唑和吡啶基离子液体被认为可高效溶解纤维素，其主要原因为：芳香环比较容易极化；芳香基离子液体阴、阳离子之间的相互作用力较弱，从而降低了静电力作用.H.Zhao等[16]的研究表明，阳离子的尺寸越大，离子液体与纤维素形成氢键的能力越弱，从而降低溶解性能.T.Erdmenger等[17]指出，阳离子含有的功能基团对离子液体的溶解性能也有较大影响，其主要特点如下： 1）随着阳离子上的烷基链增长，其溶解性能逐渐降低[18]； 2）1-甲基咪唑和3-甲基吡啶阳离子上含有烯丙基、乙基、丁基、醚基及羟基，有利于纤维素的溶解[2]； 3）阳离子侧链上的羟基易于与纤维素形成氢键，从而增强纤维素的溶解性能[19].但[H（OEt）3＼|Me＼|Im]OAc易与阴离子形成分子间氢键，降低与纤维素的相互作用力，不利于纤维素的溶解[16].

用于研究纤维素溶解的离子液体阴离子主要结构如图3所示[15].已有的研究表明，阴离子对氢键的接受能力越强，越有利于纤维素的溶解，如Cl-[1]；大尺寸及非配位性阴离子，不利于纤维素的溶解，如PF6-， BF4- 和 SCN-[18].离子液体中阴、阳离子所形成氢键的碱性及偶极性越强，表明该阴离子越具有较好的溶解纤维素的能力[1].文献中报道的用于纤维素溶解的阴离子强弱顺序如下：

我们党的一个政治优势就是理论建党。理论上的彻底性和通过理论宣传和理论教育来巩固党的先进性和革命性，这既是我党的优良传统，也是我党克敌制胜的法宝。然而，目前理论宣传和理论教育的空洞和缺乏实效、形式主义走过场、说者无心听者无意的现状，有可能致使这种优势慢慢地消失。

我们党是以马克思主义为指导的政党，党的状况反过来会影响到马克思主义的现实境遇。大众对党的看法往往会逻辑地导出对马克思主义的看法，所以党内的不正之风会严重动摇马克思主义在意识形态领域的指导地位。一些党员干部的不作为、无作为、贪污腐化、自甘堕落更加削弱了人们对社会主义意识形态的接受和认同，这种认同危机，进而会导致马克思主义信仰危机和被边缘化。此外，党员文化水准的多层次性、党员的流动性加大，导致思想政治工作“断层”“盲区”增多。党员干部队伍的这些变化若得不到很好的解决，势必会导致主流意识形态认同危机四伏。

4.西方社会思潮冲击所带来的挑战

随着改革开放的不断推进，西方各种社会思潮大量涌入我国。这使马克思主义面临着既要与之巧妙共存又要与之犀利斗争的双重任务。这些思潮或流派，如意识形态淡化论、意识形态终结论、新自由主义等，不少是西方国家打着思想或学术交流的幌子，不断地向我国推销西方生活方式、价值观念和价值信仰，企图对中国实施“西化”、分化战略。以马克思主义为指导的社会主义意识形态，具有科学性、实践性、整体性和批判性等特征，与其他意识形态相比，在本质上具有优势。但是，在意识形态领域的国际较量中，发达资本主义国家凭借其经济的强势及其必然带来的文化强势和价值强势，在意识形态领域往往占据上风，导致了人们对西方社会思潮的盲目崇拜和对马克思主义的不以为然。这对马克思主义的指导地位提出了巨大挑战。“不解决社会思潮多样化背景下马克思主义的指导地位问题，意识形态的现实危险和危险现实一刻也不会消失。”[2]因此，当代中国社会主义意识形态建设任务艰巨。

二、马克思主义受到挑战的原因

马克思主义在我国为何会受到这么多的挑战？其原因是什么？只有理清这一问题，我们才能够有效应对挑战，从而克服危机。

1.西方资本主义的渗透是马克思主义在我国受到挑战的国际因素

社会主义中国从来都是西方资本主义国家政治上的敌人，无论他们如何掩饰，这个基本事实都没有改变。为了使马克思主义和社会主义在中国走向灭亡，西方资本主义使出浑身解数，从军事威胁到意识形态渗透，从技术限制到文化侵略，无所不用其极。自1990年代以来，西方资本主义更是将主要精力用于对我国意识形态进行分化和颠覆。尤其是最近十多年，西方国家对我国意识形态的渗透变得愈发隐蔽，巧妙地将自身价值观精心包装在生活、文化和学术的外衣之中，以达到对抗马克思主义、遏制中国社会主义事业发展的目的。他们一方面公开宣扬新自由主义的完全市场化、私有化、贸易自由化和所谓“普世价值”，积极推行资本主义生产方式；另一方面，他们又采取非意识形态化的方式传播资本主义的价值观，以达到牵制并消解马克思主义指导作用的目的。因此，不管其内容和形式如何变换，西方资本主义都是当代对我国社会主义意识形态建设构成深度威胁的外在力量，他们始终都没有改变企图瓦解和颠覆我国社会主义制度的目的。

2.社会急剧变革中出现的问题是马克思主义在我国受到挑战的国内因素

当前马克思主义在我国意识形态领域的指导地位之所以遭受挑战，更深刻的原因来自于中国社会变革过程中出现的问题。马克思主义自身发展与当代中国社会转型的异质性是其当下面临的最为棘手的问题，尤其是生产资料占有方式的改变，更成为马克思主义面临挑战的经济社会根源。在社会转型过程中，我国所有制结构经历了由单一公有制向以公有制为主体、多种所有制共同发展的转变，非公有制经济在我国经济总量中所占的比重不断增加，其成分日趋复杂。我国所有制结构的这一变化，虽然在当代有其合理性，但一定程度上也会影响人们对社会主义的认识。尽管党和政府努力让改革的成果惠及全体人民，然而，以按劳分配为主体、多种分配方式并存的分配制度，一定程度上影响和制约了广大人民群众充分分享改革发展的成果，“这里平等的权利按照原则仍然是资产阶级权利”[3]。这种占有方式和分配方式的变化与市场经济的结合，不但导致我国出现了两极分化的现象，而且使得人们对马克思主义和社会主义的信仰发生危机。

这一危机在国内新近出现的“四个多样化”中表现得愈加突出。所谓“四个多样化”，是指社会转型带来的经济结构与利益关系的多样化，生活方式的多样化，社会组织的多样化，以及就业岗位与方式的多样化。伴随着“四个多样化”，我国日益呈现出意识形态自由化和多样化的趋势，人们的精神需求变得日益复杂和多元化。特别是新贵阶层的出现，催生了新贵意识形态，这对马克思主义的指导地位形成了很大挑战。改革开放以来，原来以工农为主的社会阶层结构逐渐被打破，自由职业者、资本家、私营企业主等新社会阶层不断涌现，他们凭借手中掌握的技术和生产资料，在社会中的影响力不断扩大，逐渐成为社会中的强势群体。这些新的社会阶层从自身发展需要和利益需求出发，催生出与之相适应的思想观念，对马克思主义的指导地位产生很大的威胁。而作为维系马克思主义生存和发展的工人和农民阶级，逐渐成为被忽视的群体，其利益诉求难以得到有效的表达，有沦落为社会弱势群体的危险。这样一来，在愈加纷繁多样的意识形态领域，马克思主义的指导地位必然受到影响并面临极大挑战。

3.对马克思主义的非正确态度是其受到挑战的主观原因

马克思主义是来自于活生生的社会生活的科学学说，实践基础上的革命批判性和科学建构性的统一是其内在特征。然而，由于人们未真正理解马克思主义的这一内在特征，从而导致马克思主义的扭曲和变形。这种扭曲和变形又往往作为显性的马克思主义出场，导致马克思主义的创新能力不足和批判功能不够，实际上构成了对马克思主义真实本质的消解。

其一，神化马克思主义导致马克思主义受到挑战。这种倾向是把马克思主义神圣化，把马克思主义当作一种远离现实生活的不接地气的自言自语。这种做法或是把马克思主义作为“精神玩物”进行技巧性把玩，或是用马克思主义对现实生活进行非建构性的批判。于是，失去了时代滋养的马克思主义就成了不食人间烟火的“怪物”。

其二，对马克思主义的僵化理解导致马克思主义受到挑战。这是一种脱离现实社会实践来谈马克思主义的倾向。这些人完全忘记了恩格斯明确将马克思主义看作“进一步研究的出发点和供这种研究使用的方法”[4]的教诲，他们不是把马克思主义当作一种理论和方法，而是把它当作教条。他们固守已有的经典文献，试图依据经典作家的思想来生搬硬套现实。显然，一种思想观念如果不能与时俱进，不能与现实生活相一致，它就必将落后于时代发展甚至被时代所淘汰。对马克思主义的僵化理解，本质上不是在捍卫马克思主义，它在客观上削弱了马克思主义的现实有效性从而消解了马克思主义的科学性和真理性。

其三，泛化马克思主义导致马克思主义受到挑战。这是一种在一切科学研究领域都冠以马克思主义头衔的错误倾向，这样一来，马克思主义理论似乎是无所不在、无所不包的。诚然，社会科学研究应该坚持马克思主义的指导，而且这也被新中国成立以来我国社会科学的发展所证明，但是马克思主义不能代替具体的社会科学研究，不同的社会科学领域存在自身特殊的发展规律。如果将马克思主义泛化，与其说是给马克思主义以荣誉，不如说是给马克思主义以羞辱。

其四，实用主义地对待马克思主义导致马克思主义受到挑战。这种现象就是把马克思主义当成符合自己意愿的东西，作为自己的实用工具。这是一种极不严肃的作风。然而，这种现象在现实生活中处处可见。久而久之，人们只能无奈地慨叹：什么是马克思主义，谁也说不清。

三、应对挑战：巩固和加强马克思主义在意识形态领域的指导地位

针对马克思主义在当代受到的挑战，我们需要积极应对、有所作为。这就需要我们进一步加强马克思主义在我国意识形态领域中的指导地位，立足社会现实生活，在坚持马克思主义基本原则的基础上，发展马克思主义，使马克思主义真正成为时代的最强音。

1.巩固和加强马克思主义在意识形态领域指导地位的必要性和重要性

既然马克思主义在当代面临着诸多挑战，我们为什么还要坚持以马克思主义为指导呢？

第一，马克思主义是认识和应对各种挑战的思想武器。我们只有坚持马克思主义的基本理论和立场，才能认清造成这些问题的实质和根源。从马克思主义社会发展理论看，目前的经济全球化是以资本为主导来推动的，不可避免地带有资本力图统治世界的弊端。在经济全球化进程中，资本主义的内在矛盾必然会造成世界范围内国与国特别是发达国家与发展中国家之间的矛盾，这种矛盾通过资本自身是不能解决的。这种矛盾造成世界范围的资本积累趋势和两极分化，必然爆发世界市场危机，而世界市场危机既是“资产阶级经济一切矛盾的现实综合”，又是这些矛盾的“暴力方式的平衡”[5]。因此，世界范围内矛盾的总爆发之时，也是资本主导的经济全球化被新的经济发展方式和主体所替代之日。马克思主义为解决中国社会转型和改革发展问题提供了科学的思想方法。“马克思主义应该是社会医生。在旧社会，我们通过社会革命的方法治病；在当代社会主义中国，我们是通过深化改革‘治病。”[6]马克思主义是批判各种错误思潮的理论武器，只有它才能使我们从光怪陆离的思想文化表象中探寻出错误思潮的时代根据、阶级根源、深层本质和社会危害，才能使我们从理论和实践层面实现对这些错误思潮的破除和超越。

第二，马克思主义是科学性和价值性相统一的科学理论。在人类思想史上，社会理论的科学性质与价值理念的关系一直是有争论的问题。马克思主义的社会发展理论，正如陈先达先生所说，其“是以事实为依据，以规律为对象，以实践为检验标准的学说”[6]。立足于社会历史的发展，马克思主义揭示了人类社会发展的规律和趋势，论证了社会发展与人的发展的一致性，以及社会发展的不同阶段与人类的解放程度的一致性。马克思主义认为，资本主义造成了人的异化状态，只有消灭私有制、变革资本主义社会，才能使每个人的自由发展向一切人自由发展的目标转变。马克思主义有其自身的社会价值理念。马克思主义并不是抽象地标榜其为所有人共享的普世价值，它从根本上说是无产阶级的利益诉求，是无产阶级解放的思想武器。在马克思主义看来，离开现实路径抽象地呼吁全人类的利益是一种空想，只有把全人类的利益与无产阶级的利益结合起来，通过无产阶级利益的实现来维护全人类的利益才是切实可行的。马克思主义由此不仅实现了科学性与价值性的统一，而且为我们今天现实地超越资本时代提供了弥足珍贵的实践智慧。

第三，马克思主义是坚持社会主义和中国共产党领导的理论基础。马克思主义的指导、中国共产党的领导和社会主义道路三者是有机统一的。离开马克思主义的指导不是社会主义，离开马克思主义的指导和社会主义道路，中国共产党的领导就缺乏根基。没有马克思主义的指导和中国共产党的领导，就没有新中国的成立，也没有新中国成立60多年和改革开放30多年所取得的巨大成就。因此，坚持马克思主义的指导，是坚持社会主义道路和中国共产党领导的思想前提。这三者的有机统一，构成了中国未来发展的最重要的前提和基础。在伴随着资本全球化进程的国际意识形态竞争中，没有中国共产党这一中流砥柱，马克思主义将被边缘化，而资产阶级意识形态甚至更为落后的封建意识形态就会取而代之。而如果放弃马克思主义的指导，让资产阶级意识形态占据主导地位，那么最后的结局一定是社会主义制度的瓦解和中国共产党领导的终结。苏联解体、东欧剧变的历史教训有力地说明了这一点。

2.巩固和加强马克思主义在意识形态领域指导地位的对策和原则

马克思主义在意识形态领域指导地位的稳固，关键在于马克思主义立足现实社会生活、指导社会实践的成效，在于践行马克思主义的中国共产党对推动社会进步、实现人民利益的贡献，在于以马克思主义为理论基础的社会主义事业在中华民族伟大复兴和人民幸福上的作为，在于人民民主专政及其对人民权益的有力保障。