纤维素BMIMCl体系表观黏度影响因素宋江闯
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纤维素粘度和聚合度的关系纤维素是一种多糖,由许多葡萄糖分子通过β(1→4)糖苷键连接而成。
纤维素广泛存在于植物细胞壁中,是植物的一个重要组成部分。
纤维素的物理特性很大程度上取决于它的聚合度和粘度。
纤维素的聚合度是指纤维素分子中葡萄糖分子个数的总和。
不同来源的纤维素聚合度可以有很大差异,范围从数百到数万。
聚合度越高,纤维素的分子量也越大,纤维素的稳定性和机械强度也越高。
纤维素的粘度是指溶液中纤维素分子与溶剂之间的相互作用力量。
高粘度的纤维素意味着它与溶液中的其他分子之间的相互作用力更强,溶解度更低。
因此,高粘度的纤维素更难溶于水中,需要更长的时间来完全溶解。
在纤维素产业中,纤维素粘度是一个非常重要的质量指标。
纤维素的粘度与其聚合度密切相关,聚合度越高,粘度也越高。
纤维素的聚合度和粘度之间的关系复杂且不明确。
一般来说,纤维素的聚合度与粘度呈正相关关系。
这意味着较高聚合度的纤维素通常具有较高的粘度。
然而,这种关系并不是线性的,而是表现出一个S型曲线。
当纤维素聚合度较低时,随着聚合度的增加,纤维素的粘度也会随之增加。
但是当纤维素聚合度达到一定值时,即使继续增加聚合度,它的粘度增加速度明显变慢。
这是由于随着分子量的增加,纤维素分子中的分支数量也会增加,从而降低分子链之间的相互作用力。
因此,纤维素粘度增加的速率会降低。
此外,纤维素的来源和制备条件对其聚合度和粘度的影响也是很重要的。
相同聚合度的纤维素,不同来源和制备条件下的纤维素粘度可能存在较大差异。
总之,纤维素的聚合度和粘度是相互关联的物理性质。
在纤维素产业中,粘度是用来衡量纤维素质量的重要指标。
因此,深入了解纤维素的聚合度和粘度之间的关系对纤维素产业的发展具有重要意义。
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2011年第30卷第6期·1302·化工进展纤维素/[BMIM]Cl体系表观黏度影响因素宋江闯,赵会玲(华东理工大学化学与分子工程学院,上海 200237)摘 要:以1-丁基3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)离子液体为溶剂,研究了高聚合度的针叶木浆(DP=1460)在[BMIM]Cl溶剂体系中的活化能,考察了溶解温度、浆粕浓度和介孔硅添加量对纤维素/[BMIM]Cl体系表观黏度的影响。
研究表明:纤维素/[BMIM]Cl 体系黏流活化能∆E=50.8 kJ/mol,针叶浆粕含量对体系表观黏度影响显著,当纤维素溶解温度为363.0~368.0 K时制备的纤维素膜有较好的力学性能;纤维素/[BMIM]C l体系表观黏度随着SBA-15介孔硅含量增加呈现先增加后降低的趋势,当介孔添加量为1.5%时,体系的表观黏度达最大值。
关键词:纤维素;针叶浆粕;离子液体;表观黏度中图分类号:TQ 352 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2011)06–1302–04Apparent viscosity of cellulose/ [BMIM]Cl systemSONG Jiangchuang,ZHAO Huiling(School of Chemistry and Molecular Engineering,East China University of Science & Technology,Shanghai 200237,China)Abstract:The activation energy of softwood pulp with a higher degree of polymerization(DP=1460)in 1-butyl-3-methylimidazolium chloride([BMIM]Cl)solvent was studied,and the effects of such factors as temperature,cellulose concentration,additives of mesoporous silica on the apparent viscosity were discussed. The investigations suggested that the activation energy of cellulose/ [BMIM]Cl system was 50.8 kJ/mol,and the concentration of cellulose had an obvious effect on the apparent viscosity of cellulose/ [BMIM]Cl system. The cellulose-based films prepared at 363.0—368.0 K had better mechanical properties. The addition of mesoporous silica SBA-15 increased the viscosity of cellulose/ [BMIM]Cl system,with a maximum at the addition of 1.5% SBA-15.Key words:cellulose;softwood pulp;ionic liquid;apparent viscosity以天然纤维素为原料制备薄膜的研究成为材料领域研究的重点方向之一,但由于纤维素形成分子内氢键,有些类似梯形结构的高分子,呈刚性棒状构象,而难以为常规溶剂直接溶解,目前已研究出来的代表性的纤维素直接溶剂体系有:Ca(SCN)2、NH3/NH4SCN、LiCl/DMAc、TFA/CH2Cl2、DMF/N2O4、NMMO/H2O和离子液体等[1-8]。
99.5纤维素的粘度值-回复什么是纤维素的粘度值?纤维素作为一种常见的有机化合物,在植物细胞壁中起着重要的结构支撑作用。
它是由许多葡萄糖分子通过β(1→4)糖苷键连接形成的长链聚合物。
纤维素的粘度值是衡量其溶液粘稠程度的一个重要参数。
粘度值越高,溶液的黏稠度就越大。
为什么要测量纤维素的粘度值?纤维素在工业上有许多应用,例如用于纸张、纺织品、建筑材料和食品等领域。
不同用途的纤维素材料需要具有不同的粘度。
例如,在制造纸张时,较低粘度的纤维素可以用于制造细腻光滑的纸张;而较高粘度的纤维素则适用于制造粗重的纸张。
通过测量纤维素的粘度值,可以有效地控制材料的流动性和加工性能。
如何测量纤维素的粘度值?测量纤维素的粘度值通常使用粘度计进行,其中最常用的是寇班(Ubbelohde)型粘度计和开山型粘度计。
这些粘度计通过测量纤维素溶液的流动时间或流动阻力来确定其粘度值。
首先,需要准备一定浓度的纤维素溶液。
例如,对于99.5纤维素,可以将一定质量的纤维素粉末加入适量的溶剂中,通过搅拌或加热使其充分溶解。
接下来,将粘度计垂直插入溶液中,并调整温度和环境湿度等条件使其稳定。
然后,可以开始测量。
寇班型粘度计需要记录纤维素溶液在给定温度下流过一定长度管道的时间。
而开山型粘度计则需要测量纤维素溶液流动过程中所产生的阻力。
每次测量前,都应先将粘度计清洗并校准。
粘度计通常会校准多个标准溶液的粘度值,以确保测量的准确性。
此外,不同温度下纤维素的粘度值也可能不同,因此需要在测量过程中控制好温度条件。
测量完成后,可以根据所使用的粘度计的原理,通过参照标准曲线或计算公式,计算得出纤维素溶液的粘度值。
如何提高纤维素的粘度值?提高纤维素的粘度值可以通过以下方法实现:1. 控制纤维素的粒径:较细的纤维素颗粒更容易形成结构紧密的网络,从而提高纤维素溶液的粘度。
2. 调整溶液的浓度:增加纤维素的浓度通常会导致溶液的粘度升高。
3. 调节pH值:纤维素的粘度值通常随pH值的变化而变化。
纤维素粘度和聚合度的关系
纤维素是一种天然的高分子有机化合物,是植物细胞壁的主要成分之一。
它是由许多葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而成的线性聚合物。
纤维素的粘度和聚合度是两个重要的物理化学性质,它们之间存在着密切的关系。
纤维素的粘度是指在一定温度下,纤维素在溶液中流动的阻力大小。
粘度越大,表示纤维素分子在溶液中的运动越受到阻碍,分子间的相互作用力越强。
纤维素的粘度与其分子量有关,分子量越大,粘度越高。
因此,纤维素的粘度可以用来间接反映其聚合度。
聚合度是指纤维素分子中葡萄糖分子的数量,也就是纤维素分子链的长度。
聚合度越高,表示纤维素分子链越长,分子量越大。
纤维素的聚合度与其物理化学性质密切相关,如溶解性、热稳定性、机械强度等。
聚合度越高,纤维素的物理化学性质越稳定,机械强度越高。
纤维素的粘度和聚合度之间的关系可以用Mark-Houwink方程来描述。
该方程是通过实验测定纤维素在不同浓度下的粘度和聚合度,得到的经验公式。
该方程的形式为:
[η]=KMa
其中,[η]表示纤维素的粘度,K和a是常数,M表示纤维素的聚合度。
该方程表明,纤维素的粘度与聚合度呈正相关关系,即聚合
度越高,粘度越大。
纤维素的粘度和聚合度是纤维素化学研究中的两个重要参数。
它们之间的关系可以帮助我们更好地理解纤维素的物理化学性质,为纤维素的应用提供理论基础。
同时,通过控制纤维素的聚合度和粘度,可以调节纤维素的性质,使其更适合不同的应用领域。
影响纤维素醚保水性的因素保水性是纤维素醚的一个紧要性能,影响干混砂浆保水效果的因素有纤维素醚的添加量、纤维素醚的黏度、细度以及使用环境的温度等诸多方面。
(1)纤维素醚添加量对保水性的影响当纤维素醚的添加量在0.05%~0.4%的范围内,保水性随着添加量的加添而加添,当添加量再进一步加添时,则保水性加添的趋势开始变缓,如图88—1所示。
不同品种的砂浆,其纤维素醚的添加量也不同。
实际应用中应依据砂浆的用途确定纤维素醚的添加量,并经试验验证,符合相应砂浆的技术指标。
(2)纤维素醚的黏度对保水性的影响纤维素醚的黏度与保水性也有仿佛的关系,当纤维素醚的黏度加添时,保水性也提高;当黏度达到肯定的水平常,保水性的加添幅度亦趋于平缓,如图88—2所示。
图88—1 保水性与纤维素醚添加量的关系图88—2 保水性与纤维素醚黏度的关系一般而言,黏度越高,保水效果越好,但黏度越高,纤维素醚的分子量也越高,其溶解性能也就会相应降低,这对砂浆的强度和施工性能有负面的影响。
黏度越高,对砂浆的增稠效果越明显,但也并不是成正比的关系;黏度越高,湿砂浆黏稠度越大,在施工时,表现为粘刮刀和对基材的黏着性高,但对湿砂浆本身的结构强度的加添帮忙不大,改善抗下垂效果不明显;相反,一些中低黏度但经过改性的甲基纤维素醚则在改善湿砂浆的结构强度方面有优异的表现。
(3)纤维素醚的细度对保水性的影响细度对纤维素醚的溶解性有肯定的影响,较粗的纤维素醚通常为颗粒状,在水中很简单分散溶解而不结块,但溶解速度很慢,不宜用于干混砂浆中。
在于混砂浆中,纤维素醚分散于集料、细填料以及水泥等胶凝材料之间,只有充足细的粉末才能避开在加水搅拌时显现纤维素醚结块,当纤维素醚在加水溶解时显现结块,那么再分散溶解就很困难了。
细度较粗的纤维素醚会降低砂浆的局部强度,这样的砂浆在大面积施工时,就会表现为局部砂浆的固化速度明显地降低,会显现因固化时间不同而导致的开裂。
对于喷射砂浆来说,因搅拌时间较短,对细度的要求则更高。
羟乙基纤维素水溶液黏度稳定性及其抗酶解性能试验孔慧清;陈雪影;卢秋雁;李雄;邹学洪【摘要】在不同的羟乙基纤维素(HEC)水溶液样品中分别添加防腐杀菌剂和纤维素酶,考察存放不同时间后HEC水溶液的黏度稳定性和酶解稳定性.结果表明:在不添加防腐杀菌剂的情况下,防酶型HEC水溶液的黏度可较长时间保持稳定,而非防酶型的HEC水溶液的黏度随存放时间的延长出现明显下降;添加防腐杀菌剂后,防酶型和非防酶型HEC水溶液均有良好的黏度稳定性.添加纤维素酶后,防酶和非防酶型的HEC水溶液均会发生降解以致其黏度下降,其中非防酶型的黏度下降最快,并明显伴有还原糖的产生.研究结果可为HEC生产与应用企业测试产品性能与质量、制定水性涂料用HEC的行标或国标提供参考.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2015(045)006【总页数】6页(P63-67,70)【关键词】羟乙基纤维素;黏度稳定性;抗酶解性能【作者】孔慧清;陈雪影;卢秋雁;李雄;邹学洪【作者单位】广东天辰生物技术有限公司,广州510070;广东省微生物研究所,厂州510070;广东天辰生物技术有限公司,广州510070;广东天辰生物技术有限公司,广州510070;广东省微生物研究所,厂州510070;广东天辰生物技术有限公司,广州510070;广东省微生物研究所,厂州510070;广州市尚筑涂料有限公司,广州511436【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4Key Words:hydroxyethyl cellulose; viscosity stability; resistant enzymatic hydrolysis property纤维素类增稠剂一直是乳胶漆最重要的流变助剂之一,其中以羟乙基纤维素(HEC)使用最为广泛[1-2]。
HEC 具有增稠、悬浮、分散、乳化、粘合、成膜、保持水分和提供保护胶体等优良性能[3]。
构成HEC分子的单葡萄糖环基结构如图1所示。
速溶型纤维素黏度的影响因素速溶型羟丙基甲基纤维素是为水剂产品设计的,是纤维素醚的表面在一定的温度与PH值条件下用乙二醛对其进行表面处理,经此处理的纤维素醚在投入到中性的冷水中只分散而不会产生溶胀产生粘度,起到延迟溶胀作用,而此时的水溶液再搅拌5-10分钟后或将溶液环境调(PH值)整为碱性时,纤维素醚开始溶胀产生粘度,这种经过表面处理的类型即通常所指速溶型。
速溶型的羟丙基甲基纤维素,其特点就是当遇到冷水,就会在冷水中迅速扩散,但是其粘度上升需要时间,因为前期它只是在水中扩散,并不是实质意义上的溶解,其粘度达到最大值约四十分钟以上,这样的好处就是,用在某个特定的行业,不会干粉混合的情况,或者说需要溶解使用又因为设备条件等原因不能用热水的情况下,速溶型羟丙基甲基纤维素就解决了如此的难题。
与聚合度的关系在其他参数不变的情况下,羟丙基甲基纤维素溶液的黏度与聚合度(DP)或分子量或分子链长度是成比例的,随聚合度的提高而提高。
这种作用在低聚合度的情况下表现得比在高聚合度的情况下更为明显。
黏度与浓度的关系羟丙基甲基纤维素的黏度随着产品在水溶液中的浓度的上升而上升,即使是少量的浓度变化,也会造成黏度的较大变化,随着羟丙基甲基纤维素标称黏度的增大,溶液浓度的变化对溶液黏度的影响越来越明显。
黏度与剪切速率的关系羟丙基甲基纤维素水溶液具有剪切变稀的特性,将不同标称黏度的羟丙基甲基纤维素配制成2%的水溶液,分别测定其在不同剪切速率下的黏度,结果如图所示.低剪切速率下,羟丙基甲基纤维素溶液黏度无明显的变化.随着剪切速率的提高,标称黏度越高的羟丙基甲基纤维素溶液的黏度下降越明显,而低黏度的溶液无明显的下降。
黏度与温度的关系羟丙基甲基纤维素溶液的黏度受温度影响很大,温度升高,溶液的黏度下降,如图所示,配制成2%浓度的水溶液,测定黏度随温度上升的变化情况。
其他影响因素羟丙基甲基纤维素的水溶液黏度还会受到溶液中的添加剂、溶液pH值、微生物降解的影响。
2010年第29卷第11期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·2183·化工进展离子液体[bmim]Cl对甘蔗渣中纤维素的溶解与再生石锦志1,2,李状1,2,廖兵1,付铁柱1,庞浩1(1中国科学院广州化学研究所,中国科学院纤维素化学重点实验室,广东广州 510650;2中国科学院研究生院,北京 100049)摘要:研究了利用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([bmim]Cl)对甘蔗渣中的纤维素直接溶解并再生,考察了温度、NaOH浓度以及溶解时间对溶解率的影响,同时分别通过FT-IR、X射线衍射及热失重对再生纤维素的结构、结晶性及热性能进行了研究。
实验表明:温度80 ℃、NaOH浓度为1%、溶解时间为1.5 h时,离子液体[bmim]Cl对甘蔗渣有最好的溶解性,溶解率可达到48%。
离子液体主要溶解甘蔗渣中的纤维素,且为非衍生化的直接溶解,再生后的纤维素结晶形态由纤维素Ⅰ变为Ⅱ,热稳定性能同纯纤维素相比有所降低。
关键词:离子液体;甘蔗渣;纤维素;溶解;再生中图分类号:TQ 352 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2010)11–2183–05 Dissolution and regeneration of cellulose in sugarcane bagasse fromionic liquid [bmim]ClSHI Jinzhi1,2,LI Zhuang1,2,LIAO Bing1,FU Tiezhu1,PANG Hao1(1Key Laboratory of Cellulose and Lignocellulosics Chemistry,Guangzhou Institute of Chemistry,Chinese Academy of Sciences,Guangzhou 510650,Guangdong,China;2Graduate University of the Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China)Abstract:1-Butyl-3-methylimidazolium chloride([bmim]Cl)was used to dissolve cellulose in sugarcane bagasse and cellulose regeneration. Influence of temperature,NaOH concentration and time on the dissolution of cellulose in sugarcane bagasse was investigated. The regenerated cellulose from ionic liquid(IL)was characterized using X-ray diffraction,FT-IR spectroscopy and TGA. Results showed that [bmim]Cl is a good solvent for cellulose and at optimal conditions of 80℃ for 90min with 1% NaOH solution for cellulose activation,by which 48% of dissolution rate of cellulose was achieved.It was also observed that [bmim]Cl is a non-detribalizing solvent for cellulose. The regenerated cellulose from IL showed a crystalline form of cellulose II and was less thermally stable than pure cellulose.Key words:ionic liquid;sugarcane bagasse;cellulose;dissolution;regeneration离子液体又称室温离子液体,是指温度低于100 ℃时完全由离子组成的液体。
99.5纤维素的粘度值-回复99.5纤维素的粘度值是指在特定条件下,99.5纤维素溶液的黏度或流动性。
纤维素是一种常见的天然高分子多糖,由许多葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而成。
纤维素广泛存在于植物细胞壁中,其具有很高的生物可降解性和生物相容性。
由于这些特性,纤维素被广泛应用于食品、制药、纸张、纺织、塑料等领域。
在研究和应用中,了解纤维素的粘度值对于控制纤维素溶液的流动性和加工性能非常重要。
纤维素的粘度值可以通过多种方法进行测定,其中最常用的方法之一是旋转粘度法。
下面将逐步介绍如何通过旋转粘度法测定99.5纤维素的粘度值。
首先,准备99.5纤维素的溶液。
可以使用水或其他溶剂将纤维素溶解,并在搅拌条件下均匀混合。
纤维素的浓度可以根据需要进行调整,通常会在实验中进行优化。
接下来,将准备的纤维素溶液倒入旋转粘度计的试样池中。
旋转粘度计是一种常用的实验仪器,用于测定液体的黏度。
试样池应保持清洁,以确保测量结果的准确性。
然后,将旋转粘度计的转子浸入试样池中,确保转子与溶液充分接触并无气泡存在。
启动旋转粘度计,并选择适当的测量时间和转速。
在测量过程中,转子的旋转会受到纤维素溶液的阻力,通过测量旋转粘度计对应的扭矩或转速,可以得到纤维素溶液的黏度值。
一般来说,黏度值越高,纤维素溶液的流动性越差。
测定完毕后,记录所得的纤维素溶液粘度值,并进行数据分析和比较。
此外,还可以根据需要对纤维素溶液进行不同条件下的粘度测量,以了解纤维素的流变性能。
需要注意的是,纤维素的粘度值可能会受到多种因素的影响,如温度、pH 值、溶液浓度和添加剂等。
因此,在测定纤维素溶液粘度值时,需要对这些因素进行控制,并在实验中进行相应的修正和校正。
总结起来,99.5纤维素的粘度值可以通过旋转粘度法进行测定。
这项实验涉及到准备纤维素溶液,使用旋转粘度计进行测量,并对测得的数据进行分析和比较。
通过测定纤维素的粘度值,可以更好地理解和控制纤维素的流变性能,为其在各个领域的应用提供纽带。
(完整版)影响粘度的几个因素影响粘度的几个因素粘度是聚乙烯加工性最重要的基本概念之一,是对流动性的定量表示,影响粘度的因素有熔体温度、压力、剪切速率以及相对分子质量等,下面分别叙述。
(1)温度的影响由前面的分析已经知道,聚乙烯的粘度是剪切速率的函数,但是,聚乙烯的粘度同时也受到温度的影响。
所以,只有剪切速率恒定时,研究温度对粘度的影响才有实际意义。
一般说,聚乙烯熔体粘度的敏感性要比对剪切作用敏感强。
研究表明,随着温度的升高,聚乙烯熔体的粘度呈指数函数方式下降。
这是因为,温度升高,必然使得分子间,分子链间的运动加快,从而使得聚乙烯分子链之间的缠绕降低,分子之间的距离增大,从而导致粘度降低。
易于成型,但制品收缩率大,还会引起分解,温度太低,熔体粘度大,流动困难,成型性差,并且弹性大,也会使制品的形状稳定性差。
但是不同的聚乙烯粘度对于温度的程度不同。
聚甲醛对温度的变化最不敏感,其次是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯,最敏感的要数乙酸纤维素,表1中列出了一些常用聚乙烯对于温度的敏感程度。
非常敏感的聚乙烯,温控十分重要,否则粘度较大变化,使操作不稳定,影响产品质量。
在实用中,对于温度敏感性好的熔体,可以考虑在成型过程中提高聚乙烯的成型温度来改善聚乙烯的流动性能,如PMMA、PC、CA、PA。
但是对于敏感性差的聚乙烯,提高温度对于改善流动性能并不明显,所以一般不采用提高温度的办法来改进其流动特性。
如POM和PE、PP等非极性聚乙烯,即使温度升幅度很大,粘度却降低很小。
还有,提高温度必须受到一定条件的限制,就是成型温度必须在聚乙烯允许的成型温度范围之内,否则,聚乙烯就会发生降解。
成型设备损耗大,工作条件恶化,得不偿失。
利用活化能的大小来表达物料的粘度和温度的关系,有定量意义。
表2 为一些聚乙烯在低剪切速率下的活化能。
(2)压力的影响聚乙烯熔体内部的分子之间、分子链之间具有微小的空间,即所谓的自由体积。
因此聚乙烯是可以压缩的。
纤维素在[BmimCl]离⼦液体及其溶液中的溶解纤维素在[BmimCl]离⼦液体及其溶液中的溶解⼀、实验原理纤维素是由葡萄糖组成的⼤分⼦多糖,是植物细胞壁的主要成分,它是地球上最丰富的天然⽣物质资源,⼴泛存在于棉花、⽢蔗、⽊材等⼤多数的植物中,同时也是⼀种重要的⼯业原料,可以⽤于造纸、塑料、建材及医药等⽅⾯。
由于其再⽣速度⽐化⽯燃料快,具有可再⽣、含硫量低、⼆氧化碳零净排放等特点,被誉为是替代化⽯能源、解决能源危机的⼀种可⾏⽅案。
但是常温下,由于纤维素分⼦内存在⼤量复杂的氢键,纤维素既不溶于⽔,⼜不溶于⼀般的有机溶剂,如酒精、⼄醚、丙酮、苯等,它也不溶于稀碱溶液中。
这成为纤维素转化利⽤中的最⼤局限之⼀。
近年来发展了⼏类纤维素溶剂体系,存在溶解能⼒不强、不稳定、有⼀定毒性、不易回收、价格昂贵等缺点。
因此,新型纤维素溶剂的开发显得尤为重要。
离⼦液体(Ionic Liquids, ILs)是近⼏⼗年来在“绿⾊化学”的框架下发展起来的全新的介质和“软”功能材料,它是指在室温下或<100 °C 温度条件下呈现液态的、基本由阴阳离⼦所组成的盐,也称为低温熔融盐。
与传统的有机溶剂相⽐,离⼦液体具有许多卓越的性质:(1)液体状态温度范围宽,且具有良好的物理和化学稳定性;(2)蒸汽压极低,不易挥发;(3) 电化学稳定性⾼,电化学窗⼝较宽;(4)对⼤量的⽆机和有机物质都表现出良好的溶解能⼒,且具有溶剂和催化剂的双重功能,可作为许多化学反应溶剂或催化活性载体;(5)具有较强的极性可调性和结构可设计性等。
这使得离⼦液体在催化、合成、分离、电化学、纳⽶材料、分⼦⾃组装、CO2或SO2捕集、⽣物质转化利⽤等⽅⾯表现出优良的应⽤性能,因⽽离⼦液体被誉为可替代传统有机溶剂的新型绿⾊溶剂,成为世界各国学术界和化⼯界的⼀⼤研究热点。
⽽离⼦液体这些优异的理化特性使之有可能成为优良的纤维素溶剂。
本实验选取了⼀种经典的离⼦液体:1-丁基-3-甲基咪唑氯(BmimCl)为研究对象,探究其对微晶纤维素的溶解性能,同时考量并分析助溶剂⽔和DMSO的存在对溶解性能的影响。
第16卷第1期 化学反应工程与工艺 V o l16,N o1 2000年3月 Che m ical R eacti on Engineering and T echno l ogy M arch,2000文章编号:1001-7631(2000)01-0030-06影响纤维素酶解的因素和纤维素酶被吸附性能的研究陈洪章,李佐虎(中国科学院化工冶金研究所 生化工程国家重点实验室,北京100080)摘 要: 本文以预处理的木质纤维素和结晶纤维素为材料,研究纤维素的吸附过程及影响酶解的主要因素,进而探讨纤维素酶解机制。
纤维素酶的被吸附过程表现周期吸附和脱吸过程,纤维素吸附酶和非吸附酶对汽爆麦草和微晶纤维素酶解有增强效应。
半纤维素、木质素对纤维素酶具有同样的吸附性,使之无效增加纤维素酶制剂的用量。
并提出了天然纤维素酶解过程可分三个阶段。
首先是纤维素对纤维素酶的可及性;其次是纤维素酶的被吸附与扩散过程;最后是由CBH,C M Case和ΒGase自组织复合体(C1)协同作用降解纤维素的结晶区,同时由CBH,C M Case和ΒGase随机作用纤维素的无定形区。
关键词:纤维素;酶解机制;汽爆麦草;结晶纤维素中图分类号:Q814 文献标识码:A1 前 言纤维素酶水解是固液多相反应,纤维素酶首先必须接触吸附到纤维素底物上,因此,纤维素对纤维素酶的可及性是决定水解起始速率的关键因素[1]。
而可及性取决于木质素和半纤维素的机械障碍以及原料的比表面积。
纤维素本身是由结晶区和无定形区组成的。
对纤维素结晶区的酶解作用先后提出不少假说[2],但至今仍没有合理的解释。
纤维素结晶区的酶解也是纤维素酶解的关键因素之一,结晶区酶降解机制的了解将有助于纤维素酶解率的提高。
有关纤维素酶解大多研究集中于纤维素酶的分离纯化。
Sasak i等[3]仅对纯纤维素进行研究,结果认为结晶度是影响纤维素酶解糖化的主要因素。
Gharpuray等[4]以麦草为研究材料,分别进行化学,物理处理,并测定处理后比表面积、结晶度及麦草化学组成的变化。
99.5纤维素的粘度值-回复【99.5纤维素的粘度值】纤维素是一种重要的天然高分子化合物,具有广泛的应用领域,在医药、食品、化妆品等行业中得以广泛应用。
纤维素的粘度值是评价其质量和特性的重要指标之一。
本文将以99.5纤维素的粘度值为主题,分步介绍纤维素、粘度值的概念、测试方法以及该值对纤维素品质的影响。
第一部分:纤维素的概念纤维素是一种存在于植物细胞壁中的天然高聚物。
它是由多个葡萄糖单元通过β-1,4-糖苷键连接而成,具有线性结构和高度的聚合度。
纤维素是一种无色无味的物质,可溶于混合溶剂中,如含有氢氧化钠的氨水。
在自然界中,纤维素广泛存在于植物细胞壁、纸浆和棉麻等植物纤维中。
第二部分:粘度值的概念粘度值是描述液体或溶液内部粘性的物理量。
它可以理解为液体分子间摩擦力的度量。
在测量纤维素的粘度值时,我们通常使用粘度计来测量液体的粘度。
单位为帕斯卡秒(Pa·s)或毫帕秒(mPa·s),表示单位体积液体流过单位面积的速度。
第三部分:测试纤维素的粘度值为了评估纤维素的质量和特性,需要通过粘度值进行测试。
以下是一种常见的测试方法:1. 准备适当浓度的纤维素溶液,通常使用含有氢氧化钠的氨水作为溶剂。
2. 将浓度为1的纤维素溶液注入到粘度计的测量室中。
3. 根据粘度计的规格和使用方法,对纤维素溶液进行测试,记录结果。
第四部分:粘度值对纤维素品质的影响纤维素的粘度值与其溶解度、粘性、流动性等特性密切相关,对其品质有重要影响。
1. 高粘度值的纤维素溶液具有较高的粘性和流动阻力,适合作为粘合剂和稠化剂使用。
2. 粘度值较低的纤维素溶液具有较高的溶解度和流动性,适合作为植物纤维的染整剂和助剂使用。
3. 粘度值的测定可以帮助生产商调整制造过程,以获得所需的纤维素品质。
总结:纤维素是一种重要的天然高分子化合物,其粘度值是评价纤维素质量和特性的重要指标。
通过合适的测试方法,可以获得纤维素的粘度值。
这一数值与纤维素的溶解度、粘性及流动性等特性密切相关,对纤维素的品质具有重要的影响。
【TCT·微课堂】纤维素醚的增稠作用纤维素醚赋予湿砂浆优良的粘稠性,能够显著增加湿砂浆与基层的粘结能力,提高砂浆的抗下垂性能,广泛用于抹面砂浆、外墙外保温系统和面砖粘结砂浆中。
纤维素醚的增稠效果还可以增加新拌水泥基材料的匀质性和抗分散能力,防止砂浆和混凝土的分层、离析和泌水,可用于纤维混凝土、水下混凝土和自密实混凝土中。
纤维素醚增加水泥基材料的粘稠性来自于纤维素醚溶液的粘性。
通常用“粘度'这一指标来评价纤维素醚溶液的粘性,纤维素醚的粘度一般是指一定浓度(如2%)的纤维素醚溶液,在规定的温度(如20℃)和剪切速率(或旋转速率,如20 rpm)条件下,用规定的测量仪器(如旋转粘度仪)测得的粘度值。
粘度是评价纤维素醚性能的重要参数,纤维素醚溶液的粘度越高,水泥基材料的粘稠性越好,对基材的粘着性能也好,抗下垂和抗分散能力越强,但若其粘度过大,则会影响水泥基材料流动性和可操作性(如抹灰砂浆施工时粘抹灰刀)。
所以用于干混砂浆中的纤维素醚的粘度通常为15,000~60,000 mPa.S-1,对流动性要求较高的自流平砂浆、自密实混凝土等则要求纤维素醚的粘度更低。
此外,纤维素醚的增稠效果会增加水泥基材料的需水量,从而提高灰浆的产量。
纤维素醚溶液的粘性取决于以下因素① 纤维素醚的聚合度越高,分子量越大,其水溶液的粘度越高;② 纤维素醚的掺量(或浓度)越高,其水溶液的粘度也越高,但在使用时应注意选择合适的掺量,以免掺量过高,影响砂浆和混凝土的工作性能;③ 与大多数液体一样,纤维素醚溶液的粘度会随着温度的升高而降低,而且纤维素醚浓度越高,温度的影响越大;④ 纤维素醚溶液通常为假塑性体,具有剪切变稀的性质,测试时剪切速率越大,粘度越小。
所以,砂浆的粘聚性会因外力作用而降低,这有利于砂浆的刮抹施工,使得砂浆能够同时具有良好的工作性和粘聚性。
不过,纤维素醚溶液在浓度很低、粘度很小的时候会表现出牛顿流体特性,浓度增加时,溶液才逐渐呈现假塑性流体特性,且浓度越高,假塑性越明显。
一文看懂纤维素纤维一、粘胶纤维黏胶纤维是再生纤维素纤维的主要品种,是从不能直接纺织加工的纤维素原料(如棉短绒、木材、芦苇、甘蔗渣等)中提取纯净的纤维素,经过烧碱、二硫化碳处理后制备成黏稠的纺丝溶液,再经过湿法纺丝制造而成的纤维。
1.黏胶纤维的形态结构在显微镜下观察,黏胶纤维纵向呈平直的圆柱体,截面呈不规则的锯齿状,黏胶纤维的截面结构是不均一的,由外层(皮层)和内层(芯层)组成。
皮层的结晶度及取向度高,结构紧密度高于芯层。
芯层的结晶度和取向度均较低,结构比较疏松。
黏胶纤维在生产过程中,已经过洗涤、去杂和漂白,天然色素、灰分、油脂和蜡状物质等已被去除,是一种较为纯净的纤维,杂质含量比天然纤维素纤维要低得多。
2.黏胶纤维的化学结构和超分子结构黏胶纤维的化学组成与棉纤维相同,完全水解产物都是β-D-葡萄糖。
但黏胶纤维的聚合度比棉低得多,棉的聚合度为几千,甚至上万,普通黏胶纤维只有300400,高湿模量黏胶纤维,如“富强纤维”在500600。
黏胶纤维大分子所暴露的羟基和醛基比棉纤维多,吸湿性高,标准回潮率达到12%。
从超分子结构上看,黏胶纤维也是部分结晶的高聚物,但无定形区比棉高,结晶度较低,为30%-40%,晶粒尺寸粗大。
黏胶纤维的取向度也较低,但可随生产中拉伸程度的增加而提高,在低倍拉伸条件下,取向度为0.54:高倍牵伸下,取向度可达0.88、在聚合度一定的情况下,取向度愈高,纤维强度愈高。
3.黏胶纤维的性能黏胶纤维与棉、麻等天然纤维素纤维相比,由于聚合度、聚集态结构(超分子结构)和形态结构不同,性能方面有很大的差异。
普通黏胶纤维的湿强度仅是干强度的一半左右,这是因为黏胶纤维的聚合度和取向度低,无定形区大,水分子进入无定形区后,使分子间力进一步减弱,造成分子链易滑移而断裂,所以在染整加工时应采用低张力或松式加工。
同其他纤维素纤维一样,黏胶纤维对酸和氧化剂比较敏感。
但黏胶纤维结构松散,聚合度、结晶度和取向度低,有较多的空隙和内表面积,暴露的羟基比棉多,因此化学活泼性、对酸和氧化剂的敏感性都大于棉。
浅析纤维素醚在干混砂浆的作用文/许凤桐摘要:纤维素醚mc,Hpmc,HEmc在建筑干混砂浆中起着十分重要的作用,它们不仅显著改善着砂浆的性能,而且影响着砂浆的施工和可操作性,合理选择不同品种,不同粘度,不同颗粒尺寸,不同粘性程度,和添加量的纤维素醚,对干混砂浆性能的提高产生并发挥着积极的影响。
关键词:干混砂浆纤维素醚粘度保水率增稠作用浓度凝结时间掺加量触变性1.概述纤维素醚是以天然纤维素为原料,经化学改性制得的合成型高分子聚合物。
纤维素醚是天然纤维素的衍生物,纤维素醚生产与合成聚合物不同,它的最基本的材料是纤维素,天然的高分子化合物。
由于天然纤维素结构的特殊性,纤维素本身没有与醚化剂反应的能力。
但经过溶胀剂的处理,在分子链间和链内强大的氢键遭到破坏,羟基的活性释放变成具有反应能力的碱纤维素,在经过醚化剂反应—OH基转成—OR基得到纤维素醚。
纤维素醚的性质取决于取代基的种类,数量和分布。
而纤维素醚的分类也是根据取代基的种类,醚化程度,溶解性能及相关应用型能来分类的。
按分子链上取代基类型,可分为单醚和混合醚,我们通常用的mc为单醚,HPmc则为混合醚。
甲基纤维素醚mc是天然纤维素葡萄糖单元上的羟基被甲氧基取代后的产物结构式为[C O H7O2(OH)3-h(OCH3)h ]x,羟丙基甲基纤维素醚HPmc是单元上的羟基一部分被甲氧基取代,另一部分被羟丙基取代得到的产物,结构式为[C6H7O2(OH)3-m-n(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3] n]x另外还有羟乙基甲基纤维素醚HEmc,这几种是目前市场上广为应用和销售的主要品种。
从溶解性能上又可分为离子型和非离子型。
水溶性非离子型纤维素醚主要由烷基醚和羟烷基醚两大系列品种组成。
离子型Cmc主要应用在合成洗涤剂纺织印染食品和石油开采方面。
而非离子型mc,HPmc,HEmc等主要应用于建筑材料、乳胶涂料、医药、日用化学等方面。
作为增稠剂、保水剂、稳定剂、分散剂、成膜剂使用。
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2011年第30卷第6期·1302·化工进展纤维素/[BMIM]Cl体系表观黏度影响因素宋江闯,赵会玲(华东理工大学化学与分子工程学院,上海 200237)摘 要:以1-丁基3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)离子液体为溶剂,研究了高聚合度的针叶木浆(DP=1460)在[BMIM]Cl溶剂体系中的活化能,考察了溶解温度、浆粕浓度和介孔硅添加量对纤维素/[BMIM]Cl体系表观黏度的影响。
研究表明:纤维素/[BMIM]Cl 体系黏流活化能∆E=50.8 kJ/mol,针叶浆粕含量对体系表观黏度影响显著,当纤维素溶解温度为363.0~368.0 K时制备的纤维素膜有较好的力学性能;纤维素/[BMIM]C l体系表观黏度随着SBA-15介孔硅含量增加呈现先增加后降低的趋势,当介孔添加量为1.5%时,体系的表观黏度达最大值。
关键词:纤维素;针叶浆粕;离子液体;表观黏度中图分类号:TQ 352 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2011)06–1302–04Apparent viscosity of cellulose/ [BMIM]Cl systemSONG Jiangchuang,ZHAO Huiling(School of Chemistry and Molecular Engineering,East China University of Science & Technology,Shanghai 200237,China)Abstract:The activation energy of softwood pulp with a higher degree of polymerization(DP=1460)in 1-butyl-3-methylimidazolium chloride([BMIM]Cl)solvent was studied,and the effects of such factors as temperature,cellulose concentration,additives of mesoporous silica on the apparent viscosity were discussed. The investigations suggested that the activation energy of cellulose/ [BMIM]Cl system was 50.8 kJ/mol,and the concentration of cellulose had an obvious effect on the apparent viscosity of cellulose/ [BMIM]Cl system. The cellulose-based films prepared at 363.0—368.0 K had better mechanical properties. The addition of mesoporous silica SBA-15 increased the viscosity of cellulose/ [BMIM]Cl system,with a maximum at the addition of 1.5% SBA-15.Key words:cellulose;softwood pulp;ionic liquid;apparent viscosity以天然纤维素为原料制备薄膜的研究成为材料领域研究的重点方向之一,但由于纤维素形成分子内氢键,有些类似梯形结构的高分子,呈刚性棒状构象,而难以为常规溶剂直接溶解,目前已研究出来的代表性的纤维素直接溶剂体系有:Ca(SCN)2、NH3/NH4SCN、LiCl/DMAc、TFA/CH2Cl2、DMF/N2O4、NMMO/H2O和离子液体等[1-8]。
作为一种新型的绿色溶剂,采用离子液体进行纤维素的溶解、均相衍生化等方面的研究已经成了纤维素研究中的一个热点。
在众多的离子液体中,以1-丁基3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)离子液体最受关注[9-10],其溶解机理是Cl-与纤维素分子的羟基形成氢键而使纤维素分子内或分子间氢键作用减弱,因而导致纤维素溶解,溶解得到的再生纤维素溶液可通过水、乙醇、丙酮等溶剂将溶解的纤维素析出,通过低压蒸发去除挥发性溶剂后离子液体可循环使用。
尽管国内外已有关于采用不同的溶剂体系棉浆、阔叶浆和部分低聚合度的纤维素浆粕体系表观黏度的报道,但在实际使用中,为了制得性能较好收稿日期:2010-10-20;修改稿日期:2011-01-31。
第一作者:宋江闯(1978—),女,硕士,工程师,主要从事物理化学实验教学研究与管理。
E-mail misong@。
联系人:赵会玲,实验师,主要从事介孔材料的合成修饰及应用研究。
E-mail huilingzhao@。
第6期宋江闯等:纤维素/[BMIM]Cl体系表观黏度影响因素·1303·的纤维素膜,采用高聚合度、纤维长的针叶木浆为原料是有效途径之一;遗憾的是,聚合度越高,纤维素的溶解和成膜工艺就越困难。
在本研究中选用高聚合度的针叶木浆(DP=1460)为原料,研究了其在[BMIM]Cl溶剂体系中的活化能,并考察了溶解温度、浆粕浓度和无机填料添加量对纤维素/ [BMIM]Cl体系表观黏度的影响。
1实验部分1.1 实验原料针叶木浆(DP=1460),天津中钞纸业有限公司;N-甲基咪唑(质量分数>98 %),上海璞光实业有限公司;1-氯代正丁烷,光谱纯,天津市康科德科技有限公司;乙酸乙酯,化学纯,天津市江天化工技术有限公司;丙三醇,分析纯,天津市北方天医化学试剂厂;正硅酸乙酯 Si(OC2H5)4,分析纯,北京化学试剂公司;PEO20-PPO70-PEO20(P123),BASF公司;盐酸,分析纯,北京化学试剂公司。
1.2 样品制备1.2.1 1-丁基3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)的合成1-丁基3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)的合成主要按照参考文献[11]进行。
脱水纯化后的氯代正丁烷和N-甲基咪唑以摩尔比1.2∶1置于烧瓶中,超声振荡15 min后于368.0 K反应至不再滴液。
将所得液体用乙酸乙酯进行萃取,除去可能残留的N-甲基咪唑,真空干燥后低温结晶即得[BMIM]Cl。
1.2.2纤维素/[BMIM]Cl膜的制备将纤维素与[BMIM]Cl按不同比例均匀混合,于363.0~375.0 K溶胀6.0 h后,搅拌得到均匀、透明、淡黄色的纤维素/[BMIM]Cl铸膜液。
将所得铸膜液在玻璃板上刮制成膜后放入凝固浴中进行相分离,依次经过水洗、甘油水溶液增塑,干燥后备用。
1.2.3 SBA-15介孔硅的制备通过溶胶-凝胶过程,以P123为模板剂,在强酸性条件下,以正硅酸乙酯为硅源,按照参考文献[12]进行制备。
1.3 样品表征将纤维素与[BMIM]Cl按不同比例均匀混合,于363.0~375.0 K处理后用NDJ-79型旋转黏度计(上海昌吉地质仪器有限公司)测量纤维素/ [BMIM]Cl体系的黏度。
纤维素膜的力学性能采用RGT-3型电子万能试验机(深圳市瑞格尔仪器有限公司),参照GB/T 1038—2000进行测试。
纤维素在不同温度下的溶解形态采用UB100i光学显微镜(重庆奥浦光电技术有限公司)观察。
2 结果与讨论从宏观角度看,影响聚合物体系黏度的因素主要有温度、浓度、剪切速率、压力、分子结构及分子量等,这些影响因素之间又存在着互相影响的关系。
一般情况下,温度升高时,聚合物溶液黏度与温度的关系遵循Arrhenius方程,见下式。
η=A e∆E/RT式中,∆E为流动活化能,kJ/mol;A为常数;R为气体常数,8.314 J/(mol·K);T为绝对温度,K。
图1为针叶浆质量分数为 6.0%的纤维素/ [BMIM]Cl体系表观黏度随温度的变化图,根据图中直线的斜率可以得到体系的黏流活化能∆E=50.8 kJ/mol。
将这一结果与常见塑料黏流活化能(5.0~30.0 kJ/mol)相比可知,纤维素/[BMIM]Cl体系有着较大的∆E,这是由于与线型聚合物(如聚乙烯)相比,纤维素分子中羟基之间形成分子间氢键使纤维素呈刚性棒状构象,并具有一定的结晶度(30%~80%)。
由图1计算的体系活化能也说明体系表观黏度对温度有着一定的敏感性,温度升高,体系的表观黏度降低,但由于纤维素在高温条件下容易发生降解,因此通过温度来调节纤维素/[BMIM]Cl体系表观黏度是有限的。
图2为针叶浆质量分数为6%时在不同的溶解温度下采用[BMIM]Cl处理4.0 h后的天然针叶木浆纤维形态图,从图2中可以发现,溶解温度为353.0 K时[图2(a)],纤维素分子链间存在着严重的缠图1纤维素/[BMIM]Cl体系表观黏度随温度的变化化工进展2011年第30卷·1304·(a)353.0 K,.0 h (b)358.0 K,4.0 h(c)368.0 K,4.0 h (d)368.0 K,8.0 h图2不同处理温度和时间的纤维素形态绕现象,表明此时离子液体的作用还没有使纤维素分子间强的氢键作用完全打开。
随着温度的升高,在温度为358.0 K时,可以发现纤维素分子由缠结状慢慢打开[图2(b)],随着温度的继续升高,368.0K处理4.0 h后纤维素分子表观开始变短[图2(c)],处理8.0 h时候基本溶胀完全[图2(d)]。
研究还表明当处理温度为373.0 K时,仅需要2.0 h即可使纤维完全溶解。
以上现象说明提高溶解温度有利于加快纤维素的溶解,但由于温度过高容易造成纤维素的部分降解,纤维素分子链断裂,影响最终制备的纤维素膜的性能。
为了进一步研究溶解温度、纤维素形态及力学性能间的关系,图3给出了不同溶解温度对薄膜力学性能的影响。
可以发现,随着温度的升高,薄膜的断裂伸长率呈现先上升后下降的趋势,其中当溶解温度为363.0K时,薄膜的断裂伸长率为56.8%。
产生这种结果是由于在较低温条件下,纤维素/[BMIM]Cl体系表观黏度偏高,体系的流动性欠佳,成膜性不佳,由其制备的纤维素膜存在较多的缺陷;反之,当温度过高时,纤维素在高温下发生部分降解,分子量降低,从而导致薄膜的力学性能下降。
由于以上原因,在采用[BMIM]Cl为溶剂制备纤维素膜时,为了保证纤维素能完全溶解且不发生降解,最佳的溶解温度范围为363.0~368.0 K,此时通过适当调整溶解时间就可以使体系中纤维素完全溶解。