1.4溶液制备
将粉碎处理的纤维素浆粕按比例投入一定浓度的NMMO/H,O溶剂中,并按比例加入稳定剂没食子酸丙酯,温度控制在6O~65℃之间,搅拌浸润溶胀2O~30min后,抽真空搅拌溶解,绝对压强3000~5000Pa,蒸去体系中多余的水分,经过1.5~2h后体系呈亮黄色透明溶液,纤维素在溶剂中完全溶解。溶解过程中用阿贝折光仪和偏光显微镜观察不同时间段的溶解情况。
2结果与讨论
2.1X射线衍射分析
天然纤维素经过75%的乙二胺溶液预处理后,其物理结构发生了很大变化,产物的x射线衍射谱图也发生了改变,如图l所示。
由图l可知,与原材料纤维素相比,预处理后纤维素结晶度发生了很大的改变,晶面间距变小。由x射线衍射曲线分别计算预处理前后纤维素样品的结晶度,结果见表l。
由表l可知,预处理后,纤维素结晶度降低了很多。这是因为在处理过程中乙二胺逐渐渗入结晶区,乙二胺试剂与纤维素间形成了氢键:
(OH…NH2一CH2一CH2一NH2…)
乙二胺分子扩散到纤维素结构当中,减弱了纤维素的氢键作用,同时破坏了结晶结构。在处理后的纤维素晶胞中,所有羟基都处在氢键中,纤维素分子链以链片的方式排列。当用乙二胺试剂处理纤维素时,纤维素的基本反应单元是链片而不是单独的分子链,试剂从链片之间进入,断开分子问氢键[O(6)H…O(3)],使C(6)和C㈩上的羟基暴露出来。
2.2红外光谱分析
乙二胺处理前后纤维素红外光谱图见图2。由图可知,木纤维素原料在2900、3400cm-1处有纤维素的特征吸收峰,在3400cm-1处必有一0H伸缩振动吸收峰,宽峰说明纤维素上的羟基具有一定的缔合现象。乙二胺处理的纤维素在l600cm-1处有强的吸收峰,它是胺基的特征吸收峰,说明纤维素用乙二胺处理后,有乙二胺连在了纤维素上,分子间氢键受到破坏,即预处理后纤维素的结晶区被明显破坏。这也验证了x射线衍射分析预处理后纤维素结晶度变低的结果。