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1、堕塑堂塑塑丝堂笙! 塑：! ! ! ：! ! ! ! N M M o 溶剂溶解丝素、纤维素及其混合膜的制备 邢铁玲陈国强 ( 苏州大学材料T 程学院，孙州，2 i 5 0 2 1 ) 摘要：研究丝索、纤维素用N 一甲基吗啉氧化物( N M M0 ) 水溶液的溶解L 艺，井成功地制备r 丝索，纤维采混台膜 关键词：蝗素纤维求溶解降解阡谴台膜制备 中图法分类号：矸1 0 25 4文献标识码：A 纤维素及其衍生物作为膜材料已有相当长的历 史，在膜工、眦巾起着举足轻重的作用，而且和人】形 成的聚合物相比，纤维素膜有较好的尺十稳定性，良 好的加上性，无毒无害u 。 蚕丝不仅是一种高档的服装原料，而且是一
2、种 很有前景的功能性聚合物。，由丝素蛋白溶液浇铸而 成的丝素膜具有好的透氧性、透湿透气一陆。然而，丝 素蛋白膜在干燥状态下非常脆，产品耐撕裂性差，坚 固度有限。为_ r 得到性能优异的薄膜产品，考虑把 纤维素和丝素混合在起来制备纤维素丝素混 合膜。 纤维素很难被常规溶剂直接溶解。从上世纪 6 0 年代起人们开始致力于纤维素新生产方法的开 发，如有机溶剂方法、氰氧化钠法、氯化锌法、纤维素 氨基I 】酸酯法等。近年来随着环保意识的不断增 强，N 一甲基吗啉一N 一氧化物( N M M 0 ) 作为纤维素的溶 剂越来越来受到重视。该法制成的纤维素纤维上艺 简单，整个生产过程完全是物理过程，无化学反应
3、。 并且N M M ( ) 的生化毒性是良性的，且9 9 5 9 97 能同收，基本无废弃物，避免了传统工艺中存 在的污染严重的问题，故被称为“绿色工艺”。 奉文选用N M M o 作为制备纤维素，丝素混合膜 的有机溶剂，探讨丝素与纤维素在其中的溶解性，从 而制得丝素，纤维索的混合膜。 l 实验材料和实验方法 1 1 实验材料 棉浆粕，丝素，N M M O 水溶液( 5 0 ) ，丙削：分析 纯，氨水( 2 5 2 8 ) ：分析纯，硫酸锕：分析纯，一 氯乙酸：分析纯，、 1 2 实验仪器 乌氏牯度计，玻璃恒温水浴缸，G s1 2 2 型电子 恒速搅拌器，电力吸引器。 1 3 实验方法 131
4、 溶剂的纯化将含5 0 N M M O 的水溶液减 压蒸馏，温度均为1 2 0 ( 油浴1 4 0 屯) ，保持真空度 0 ( ) 9M P a 左右，时间2 5 35h ，蒸发掉溶剂中过量 的水份，使成为N M M O ：H 0 = I ：I ( 摩尔比I ，形成 水合物N M M O H ，O ) 的体系卜“。 1 3 2 丝素、纤维素的溶解计量称取棉浆粕和丝 索，分别与N M M 0 H ，0 体系均匀混合，在一定条件 下加热搅拌溶解，达到预定时问后取样。 1 3 3 溶解率的测定将样品用水洗冷却后烘干， 称取未溶解样品计算出溶解率，计算公式如下： 溶解度= 幽镐翥笋洲脚 ( | ) 】
5、34 粘度的测定” 1 ) 丝素溶液粘度的测定：取 。+ + _ 一I _ + I h 量可根据对微胶囊皮材软硬要求的不同选取4 0 0 或 l 【】 ) 0 ，皮芯比选取l ：2 1 ：3 5 合适，制备预聚物时 异氰酸酯与P E G 的摩尔比应为3 ：1 。聚氨酯芳香微 胶囊与其它芳香微胶囊相比虽然具有诸多的优点， 但其留香时间相刘而言较短，这是今后的研究藿点。 参考 文 献 1 管蓉等高分F 材料住微胶囊新性术中的臆用岛分丁材料科 学与l 程，1 9 9 7 ( 5 ) ：1 3 4 13 8 2许戈史等高分子材料的应用化学与桔合，1 9 9 l ( 4 ) ：2 3 9 3 程莉萍等长
6、效缓释性微胶囊泄香整珥! 剖的研制印染埘剂， 1 9 9 8 ( 1 ) ：】0 4血lE V 删d 唧e rf 删扣T h b 肿I 叼 o n】e 而J l Y c o n d e n 鲫t l ousA ，1 9 7 l ( 3 ) ：5 5 7 5 1 5 5 赵德仁高壤物合成丁艺学北京：化学工、出版社，1 9 8 l ：2 6 j 6山西省化工研究所编聚氨酯弹性体北京：化学工业m 版社 j 9 8 3 ：4 5 7 邹黎明香料微胶囊的制备及其性能研究中围纺纫大学学报， 1 9 9 8 ( ：1 4 8 傅明源等聚氨酯弹忭体驶其府用J 匕京：化学l 业出版 土 1 9 9 62 4 万
7、方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 坚! ! ! ! ：堕塑堂塑笙丝堂兰! 塑 丝素剪成粉末置于称量瓶中准确称取5 5m g ( 精确 00 0 0 2g ) 投人到烧瓶中，用移液管加入5 ( ) m T 。的二 氯乙酸，用塞于塞好静置至丝素完全溶解为止。吸 取1 2 1 5m T 试样放人干燥洁净的乌式粘度计中， 在丑) 的恒温水释 巾平衡5T 1 1 i n 后，测定溶液流终 n 和6 刻度I 所需的时间f 用同样方法测出空白 溶液流经所需的时间f
8、。，2 ) 纤维素溶液粘度的测 定：取样剪成碎末，置于称量瓶中，准确称取5 5m g ( 精确到( ) ( ) ( ) ( 】2g ) ，投入到6 0m L 广口瓶巾，用移液 管加人5 0m L 铜氨溶液，用橡皮寒盖紧，放人振荡器 巾振荡垒纤维素完全溶解为止。吸取1 2 1 5r n 。试 样放人干燥洁净的乌式粘度”中，在2 0 的恒温水 浴中平衡5m i n 后，测定溶液流经n 和6 刻度问所 需的时问，重复2 3 次，取平均值。用嘲样方法 测定空白溶液所需时间“。3 ) 计算公式： 叩，= ( f ，一f o ) ，fo ( 2 ) 叩 = _ 。，c l ，( 1 + ) ，七= 0 2
9、 9 ”1 ( 3 ) 公式( 3 ) 仅适用于纤维素。 2 结果与讨论 2 1 丝素、纤维素的溶解性能 2 1l 溶剂浓度对丝素、纤维素溶解率的影响将 丝素、纤维素分别与不同浓度的N M M O ，H ，O 体系混 合，纤维的含固率为l o ，在。：；P 1 l o ( i c 下溶解1 5h ，得到不同溶剂孬9 f 浓度下丝素、纤维素的溶解率，结囊；驴 果如图l 所示。萄忑甄葫瓣 由图1 看出，在相同的溶解温 J 丝素廿纤维素 度和溶解时间下，丝素、纤维素的圈1 “”o 浓度对丝 溶解率随着溶剂浓度的增力而增 i 濡溶解 加，当N M M O 浓度为8 7 ( 即 H M M O 的一水合
10、物) 时，两者均达到较大溶解率。 2 1 2 溶解温度对丝素、纤维素溶解率的影响将 含固率为2 的丝素、纤维素分别与浓度为8 7 的 N M M t ) H ，O 体系混合，在不同温度下溶解15h ，得出 小同温度下丝素、纤维素的溶解率，结果如图2 所示。 由图2 可知，在相同的溶剂浓度和溶解时问r ， 丝素、纤维素的溶解率随着溶解温度的增加而增加。 其巾，在温度达到1 2 0 。c 后，纤维索完全溶解，而丝 素的溶解率电屁著增加。 2 13 溶解时间对丝素、纤维素溶解率的影响 将 含固率为2 的丝素、纤维素分别与浓度为8 7 的 N M M ( ) H 。o 体系混台，在1 1 0 温度下溶
11、解不同时 间，得出小同溶解时间对丝素、纤维素溶解率的影响 曲线，结果如图3 所示。 由图3 可知，溶剂浓度、溶解温度一定的条件P 延长 莲 哥 譬 疑 图2 温度对丝索、纤维素 溶解率的影响 围3 时间对丝素纤维素 溶解率的影响 l | 以上溶解试验结果可知，不同溶剂浓度、不同 溶解温度、4 ：同溶解时间条件F 丝素、纤维素溶解规 律一致。因为丝素、纤维素在溶解过程中，与N M M 0 配位形成络合物，使其膨润并随温度的升高和时间 的延长而逐渐溶解，当溶剂浓度和溶解温度较低时， 溶胀作用较弱，溶解率较低，随着浓度和溶解温度的 提高，溶解速率加快，溶解率提高。 21 4 其它溶解条件对丝素、纤维
12、素溶解性的影响 样品的忡状和溶解时是否施加外力条件( 搅拌) 对丝 素纤维素的溶解性也有较大影响( 见表1 ) 。 从表1 看出，制定丝素、纤维素的溶解工艺分别 为，丝素：粉末用8 7 的N M M 0 在J J 0 ，搅拌溶解 1 5h 。纤维素：粉末用8 7 的N M M 0 在9 0 1 ：，搅拌 溶解1 5h 。 曩l 其他蒋解条件对丝素、纤维紊溶解性的影响 硅税磊再i 渡( 屯r 孬磊蒹i 蠹一 鞣一F i 勰一 粉末否9 0部分溶解 趱苎 ! ! !罢茎錾蓥 注：挫紊、纤维素浓度6 ，N M M 0 浓度8 7 ，时间15 h 将按上述工艺溶解的再生纤维素或丝素溶液， 涂在玻璃上(
13、 已在烘箱中加热至9 0 ，囡丝素、纤维 素的N M M O 溶液的熔点高于室温，故在涂膜时温度 要保持较高) ，再用玻璃棒刮制成膜。然后浸入凝固 浴中数分钟，制得厚度为1 5 0H m 左右的薄膜，再将 凝固成型的薄膜浸入冷水浴中，洗去残留的N M M 0 溶剂后自然晾干。 纤维素膜及丝素纤维素混合膜的凝固浴为水， 而纯丝素膜的凝固浴为丙酮，因为制得的筵素膜溶 于水。 制备丝素纤维素混台膜时，丝素、纤维素的 N M M O 溶液一定要搅拌均匀，以确保获得较高质量 的混合膜。 2 2 特性粘度的测定 通过实验测定，并由公式( 2 ) 和( 3 ) 计算纤维素 万方数据 PDF Watermar
14、k Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 纺织学报第2 4 卷第6 期 粗纤度桑蚕丝形貌及其性能研究 祝成炎”昊子婴3 ( 浙 工I 程学院，杭州，3T O j ) 徐孟奎2 陈玉银4 ( 浙江大学动物科学学院) 摘要：对丰H 纤度茧、茧钟艘其E 丝的形貌和性能进行了研究。研究结果可作为粗纤度蚕丝产品研究和开发的基础 关键词：粗r 度蚕丝蚕茧拉伸性能葺H 座 中国法分类号：T sj 0 23 3文献标识码： 长期蹦来，经过蚕桑系统的科技工作者的大量工 作，国内桑蚕茧及桑蚕丝的质最有了很大的提
15、高。然 而桑蚕丝的单丝细度基本没有变化，茧丝单纤细度一 般都在2 7 5 3 3 d t e x 的范围内。这给进一步扩大桑 蚕娃的产品开发和适用范围带来了困难，如开发厚重 型、粗犷型高档蚕丝纺织面料就受到很大的限制。 尽管可以采取许多措施来丌发蚕丝新产品，但 由于桑蚕丝原料的限制，很难在根本上改进日前蚕 丝纺织面料的风格与性能。研究与开发蚕丝新品种 将无疑是解决这一困难的最根本的办法，、作者从国 家“八五”攻关课题研究至今，已选育成功了一种粗 纤度桑蚕新品种“新苗明日”2 1 。本文将对该粗 钎度桑蚕、茧丝、生丝的形貌和性能进行研究，为粗 纤度桑蚕丝的进一步研究和新产品开发提供依据。 l 粗
16、纤度蚕茧、茧丝及其形貌 根茧缝的实际分布情况也有小同，图2 为粗纤度蚕 茧与普通蚕茧茧层内译丝的分布电镜照片。 ( 曲普通茧( b ) 租纤度茧 图l 租纤度茧与普通茧对比 新选育成的粗纤度蚕茧个体比普通蚕茧要大许 ( 曲相鲜度茧层电镜照片面哥面妥美层电吾丽芹 多，叟H 图1 所示。同时蚕品种的改变，蚕茧茧层内单 图2 茧层单丝分布对比 + I | 一一n I “一o 2 纤维素膜的粘度( ) ，纤维素为1 2 6 4 】，纤维素膜 为0 9 0 5 6 。，而丝素，丝素膜的粘度如表2 所示。 表2 丝素，丝索膜的粘度 溶剂丝万卫。丽一 c a c l ，乙醇0 1 2 6 500 2 1 3
17、 O2 8 1 100 8 7 2 南袁2 可知，纤维素和丝索在制成膜后，其粘度 都有小同程度的下降。这可能足由于N M M 0 溶剂体 系对纤维素和丝素的氧化降解作用所致。表2 巾列 出r 分别采用c a c I ，乙醇和N M M O 体系为溶剂制备 的丝索膜的粘度，由表中数据町知，采用N M M ( ) 为溶 剂制得的丝素膜，其降解程度要小于c a c l ：乙醇体系 为溶剂制得的丝素膜，N M M O 是丝素的良溶剂。 3 结论 1 分别在不同溶剂浓度、不同溶解温度、不同 溶解时间条件下，丝素、纤维素的溶解率均随溶剂浓 度、温度和时间的提高而提高。 2 丝素、纤维素的溶解工艺分别为，丝
18、素：粉求 用8 7 的N M M o 在1 1 0 ，搅拌溶解1 5h ；纤维素： 粉末用8 7 的N M M 0 在9 0 ，搅拌溶解l5 。 3 成功制备了丝素纤维素混合膜，具有应用价值。 参考文献 l 张耀鹏等凝固裕和铸膜液对新型纤维素超滤膜的影响巾国纺 织大学学报2 0 0 0 ( 4 ) ：9 0 2 张耀鹏等环境友好的N M M 0L 艺纤维素薄膜国外幼织技术， 2 0 ( 4J ： 3刘瑞刚等棉纤维索在N M M ( ) 中溶解前后结晶结构的变化L 卜【 国纺织大学学报，1 9 8 3 ( 4 ) l 4F r a 吐sHdP m c 删t m e dC d l u l U S
19、P4 1 4 5 5 3 2 ，1 9 7 97 5刘仁庸纤维寨化学基础北京；科学出版社，1 9 8 5 ：8 9 6金咸穰染整工艺寅验J 匕京：纺织工、出版礼1 9 8 7 ：13 7HC h 0 n e n k dC c l h d o 靶H l ( 1 “l J m M 峙0 D h n 9 e s v m JP D l v m l ( n d y mP I l 拍E d ) ，1 9 8 毗l8 ) ：1 l3 7 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark