新型溶剂法制备再生纤维素纤维研究进展

李玉波

山东英利实业有限公司 山东寿光 262700

森林生物质转化过程通常消耗大量的能量和化学物质。此外，在处理过程中生物质的分子量显著降低。因此，应开发新技术，以减少能源消耗，产品使用和高分子量化学生物化学的储存。

1 工业化的再生纤维素纤维

天然纤维素，如棉和大麻，已被用作纤维的原料数千年。由于石油资源不断下降，工业纤维生产面临资源稀缺危机。种植面积和面积没有显著增加：精制纤维素纤维不限于原料来源，具有广阔的发展前景。更新的纤维素纤维是最常用的聚合物纤维素。通过溶解过程获得的原料，织物纤维材料，消泡，纺丝和补充过滤在一定程度上补偿了有机棉和大麻纤维的缺陷。再生纤维素纤维的溶液是溶解纤维素。纤维素溶剂的开发是将纤维素用于纤维素的刚性分子链和氨基酸连接的网络分子的分子网络的重要因素，使得它们不溶于水和常见的有机溶剂。纤维是铜纤维氨。粘胶纤维，leucel纤维等这些都是天然纤维素，如棉浆和木浆。这是通过降解和再生的特定过程实现的，并且由于其优异的登记能力而被广泛使用[1]。

粘胶纤维，也称为粘胶纤维和冰丝，是最古老的化学纤维之一。1891年，交叉和其他人。（1892）在二氧化碳的碱性溶液中获得第一高粘度棉。所谓的“粘胶”大豆酸溶液被称为。一旦酸与酸接触，纤维素就会再次变质。在该原理下获得的再生纤维素纤维称为人造丝纤维。Mueller等人于1905年（Jan Qi，1989）开发了一种含有稀硫酸和硫酸盐的血凝块，最终有利于工业生产粘性纤维。粘胶纤维具有良好的物理和机械性能，抗静电，着色和防潮。性能和热稳定性：与硝酸纤维素相比，粘胶不需要使用乙基溶剂去除氮，其生产成本低廉。今天，粘胶纤维可分为普通纤维，高阻湿系数纤维和柔韧阻力。该品牌包括Polyniusic，日本Polynius，奥地利莫代尔，美国HWM，中国新Calibre和Richelle（罗强等，2011）。

用于生产粘性纤维的原料，通常是棉虱，大麻，竹子，甘草，露水等，不能直接用于纺纱。将糊状物用17.5%的氢氧化钠溶胀以产生碱性纤维素。将与二氧化碳的碱性纤维素反应借助于纤维素碳酸纤维素形成和酸，然后将其溶解在钢中并用氨氧化，得到纤维素浓度为8-12%的纺丝溶液转化为纤维素[2-3]。

2 新型再生纤维素纤维

近年来，已经使用离子液体和碱性溶液作为溶剂的系统研究和开发了新的再生纤维素纤维。Graenacher（Charles）在1934年首次提出纤维素中的N-乙基吡啶氯化物可溶于氯。然而，由于溶剂系统是有毒的并且焊接温度是118℃，因此被认为具有低实用价值并且很少受到关注。到2002年，罗杰斯团队（Swatloski等，2002）发现纤维素可以在没有活化或预处理的情况下溶解。基于1-T（QBmim）Cl）和其他亲水性铋离子液体的3-甲基 -Myschloride使研究人员对纤维素在离子液体中的溶解产生了极大的兴趣（Li Changzhi et al，2013）。罗杰斯教授还因其对使用离子液体溶解和加工纤维素生产新材料的杰出贡献而获得美国总统颁发的绿色化学奖。在20世纪的同一时期，Sobue等人。（1939）有一定的浓度。氨氧化钢的水溶液可以在一定温度下溶解纤维素，但是限于具有低聚合度和用蒸汽爆破等预处理的纤维素原料，因此它不是很发达。Zhang Nain的研究小组（Zhou和Zhang，2000）报道，NaOH /尿素/水低温溶剂体系可以直接溶解纤维素，因其工艺简单，成本低，污染小，易于处理而备受关注。张颖教授因此，2011年，他获得了美国化学学会颁发的Ansem Payne奖。目前，工业铜 - 氨纤维，粘胶纤维和莱赛尔纤维还具有显着的环境影响，苛刻的工艺条件和高生产成本。使用离子液体和碱性溶液作为生产再生纤维素纤维的溶剂具有生产过程简单且不存在环境污染的优点，这使得其被广泛使用（Chen Jinghuan等人，2014）。

3 纤维素原料对纤维性能的影响

纤维素原料的平均聚合度，分子量分布，组成。这会影响再生纤维素纤维的物理性能。目前，通过离子液体处理的纤维素纤维再生原料主要包括棉花，木浆，竹浆等。这些材料具有500和2730之间假设纠缠在聚合过的溶液中的纤维素分子，它是很容易得到在纺丝过程中相同的取向和翻新高的纤维素纤维的聚合度的平均聚合度。虽然性能优异，但分子量分布宽，原料的原料聚合平均等级和非线性机械性能，原料中纤维素的分子量分布也影响纤维的性能。单宁粉，松散粉溶解在高分辨率，高比例的半纤维素和木质素，以及离子液体，如甘蔗脾，可以生产纤维素纤维再生发挥生物质化合物。纤维素和木质素的存在破坏了纤维素在溶剂中的分散和分解，增加了类固醇的粘度和低的可纺性。它不利于生产具有高物理性质的再生纤维。因此，离子液体方法通常用于使用高碱性-α含量再生纤维素纤维。用酶处理的短纤维素或溶液在碱性溶液中具有低溶解度和原料的聚合度，在低溶液中具有高浓度。有必要控制原材料的聚合度，以减少原料，蒸汽爆破处理酶，适合的预处理如用乙醇和盐酸，或聚合的组合预处理所获得的程度的目标治疗。这些预处理步骤也破坏了原始纤维的生长。该壁改善了纤维的使用并促进了纤维素的溶解。半纤维素对原料溶液的影响是有争议的。据信大多数半纤维素可以在苛性碱溶液中分解，从而可以溶解纤维素。虽然溶解度的影响很弱，但是有些人认为去除一些半纤维素会削弱纤维材料的结构。裂解是有用的，但是饲料中的木质素降低了纤维素的溶解度并增强了纤维素溶液的凝胶过程。一些科学家认为纤维素材料的结构状态也会影响碱性溶液的溶解。例如，非脱水原料含有松散的纤维结构，相对干燥，高渗透性的溶剂和高溶解度。但是，由于原料通常含有水分和稀释性，因此对于某些原料来说这是可能的。对原料和结构的可溶性影响尚不清楚。简而言之，从可再生纤维素纤维获得碱性溶液的过程需要必要的复杂性考虑，例如聚合。浓缩原料溶液。为了获得具有高通量溶液的可再生纤维素纤维，还需要纤维素原料[4-5]。

4 新型再生纤维素纤维的纺丝方法

有许多纺丝工艺用于生产可再生纤维素纤维中的纤维素溶液。制备离子液体以再生纤维素纤维的方法可以通过湿法，干湿法，静电法或吹制法获得。通常，转子溶液的浓度低。使用湿纱法将原料溶液通过湿纱和干纱分离以进行纺丝。 Ingildeev及其同事比较了这两种方法，发现干燥的纤维和可再生水分具有更高的强度和结晶取向，它容易发生原纤化。其理由是，用于提高强度，耐久性和纤维以增加纸浆的方向的模具和浴凝结剂之间的间隙的好处湿法获得的干法工艺。非织造织物也可用于良好的导电性。通过静电纺丝制备。通常，应添加额外的溶剂，如DMF和DMSO，以降低转子溶液的粘度，增加循环容量，使纤维表面更光滑，更适合直径，也可以生产纤维素纳米粒子。虽然冶炼过程类似于脱水和湿度的过程，但主要区别在于添加高温和高压气体。

湿纱，纤维素溶液，纺纱条件，如纱线材料：由于低熔融温度和低浓度的兴奋剂，可以在潮湿和电力下仅通过碱性裂化步骤获得可再生纤维素纤维。另外，溶解纤维素的最佳温度非常接近溶液加工温度，并且必须严格控制纤维素溶液的温度。提高混合速度和延长混合时间以增强纤维素的完全溶解是有用的。例如，可以改善旋转。例如，可以在两个或类似的阶段中重复膨胀或凝固浴。改善加工纤维的方向，增加纤维的强度和强度。纺纱机对熔化和纤维强度有很大影响。例如，它具有纤维素熔化。延长螺栓和附件的使用增加了纤维的拉伸强度，并改善了溶解性，阻尼，过滤和纺纱。碱溶液的电解应该通过添加一定量的聚乙二醇或聚乙烯醇来进行，并且所获得的纤维直径可以达到400纳米。