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本文探索了以农作物植物小麦和玉米的秸秆为原料制备具有高附加值的两性纤维素的有效途径,研究过程中采用蒸汽闪爆与化学蒸煮除杂质等手段对农作物植物秸秆进行处理,提取了它们中的有用成分——秸秆纤维素,并以它为原料合成了羧甲基纤维素(简称CMC),然后进一步与甲基丙烯酸氧乙基三甲基氯化铵(商品名:DMC)接枝共聚,制备了一种新型的两性纤维素(PCGD)。 闪爆研究结果表明蒸汽闪爆能够有效地破坏植物纤维素结构,使植物纤维素中α-纤维素与其它成份分离,大幅度提高其纯度,而且具有高效、节能和无污染等特性,实验结果还表明:在闪爆压力为2.5Mpa,保压时间为120s的条件下对秸秆进行闪爆处理,效果比较好。 本文探索了闪爆后的秸秆纤维素制取CMC的适宜工艺条件,考察了原料和闪爆处理等因素对CMC合成工艺的影响,并对产物进行了红外表征。实验结果表明:经闪爆处理后的植物秸秆纤维素它的化学反应可及度大大提高,在合成工艺得到简化的情况下,制得的CMC羧甲基取代度仍可高达约0.8,完全可以作为CMC的生产原料使用。 本文还研究了K2S2O8/Na2S2O3引发CMC与DMC合成两性纤维素PCGD的接枝反应体系,对影响接枝反应的引发剂浓度、外加盐浓度、反应物料配比及反应温度和时间等因素进行了详细探讨,还以IR以及其它化学定性的方法证明了接枝物PCGD为两性纤维素,并对PCGD水溶液的性质进行了深入研究。 实验结果表明,K2S2O8/Na2S2O3能够有效引发CMC与DMC接枝共聚,K2S2O8/Na2S2O3引发的CMC接枝反应适宜在中性条件下进行,最佳反应温度40℃,K2S2O8与Na2S2O3适宜用量比约为1:1,原料CMC的取代度为0.7~0.9范围内最佳。 实验结果还表明,PCGD水溶液显示出了明显的两性聚电解质特性,且有盐溶的特征,并且随着体系酸度的变化,PCGD水溶液明显存在等电点(isoelectric point,简称IEP),在一定盐浓度范围内,溶液比浓粘度随着盐浓度的增大而增大,初步显示了良好的水溶液耐盐增稠性能。