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纤维素衍生物的开发和研究近年来受到人们的普遍关注,阳离子和两性离子羟乙基纤维素将阳离子、两性离子和羟乙基纤维素(HEC)的优点集于一身而受到人们的格外重视。本文采用干法工艺制备了阳离子羟乙基纤维素(CHEC)、两性离子纤维素(AHEC),同时对它们的溶液性质进行了初步研究。以环氧丙基三甲基氯化铵(GTA)为醚化剂,在碱性条件下,利用改进工艺制备了取代度为 0.1~0.6 的高取代度阳离子羟乙基纤维素。本工艺可在高固含量条件下进行阳离子化,可节省空间和提高生产能力。由于少量溶剂分子的介入,最大程度地限制了副反应,提高了反应效率,同时减少了能耗。本工艺无需捏合机等特殊混合设备,利用简单的搅拌混合设备即可得到高取代度、性能良好的阳离子羟乙基纤维素。采用均匀设计法和蒙特卡罗模拟对合成工艺进行了优化,得到制备阳离子羟乙基纤维素醚较优条件为:GTA/HEC 比值为 1.658mmol/g,Cat/HEC 比值为 5.929 mmol/g 左右,反应温度 70℃左右,反应时间 4h 左右,阳离子醚化剂反应效率达到 85%;GTA/HEC 比值为 2.156mmol/g,Cat/HEC 比值为 1.119mmol/g 左右,反应温度 55℃左右,反应时间 9.8h 左右,取代度达到 0.49。采用干法工艺制备阳离子羟乙基纤维素醚尚未见文献报道。以 N,N-二甲基烯丙基胺为原料,与氯乙酸钠反应得到烯丙基二甲铵基乙酸盐(CDAH),然后与次氯酸反应制得两性醚化剂 3-氯-2-羟丙基二甲铵基乙酸盐,在碱条件下用干法工艺制得了两性羟乙基纤维素。对阳离子纤维素和两性纤维素的溶液性质进行了研究,结果表明:阳离子羟乙基纤维素水溶液具有典型的聚电解质粘性行为,随着溶液浓度的减小,比浓黏度增大;随着外加盐NaCl溶液浓度的增大,CHEC水溶液的比浓粘度减小。两性纤维素的水溶液则具有明显的反聚电解质效应,在一定条件下溶液比浓粘度随着外加盐浓度的增大而增大,并出现等电区域。