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壳聚糖纤维的乙酰化改性探究

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:壳聚糖纤维中的氨基与乙酸酐反应后,通过氨基的乙酰化可以制备再生甲壳素纤维。表10-7乙酰化反应时间对壳聚糖纤维乙酰度的影响表10-8显示在不同的反应温度下得到的再生甲壳素纤维的乙酰化度。可以看出,初始壳聚糖纤维的结晶度相对较低,经过乙酰化反应后得到的再生甲壳素纤维有明显的结晶态结构。

壳聚糖纤维的乙酰化改性探究

壳聚糖纤维中的氨基与乙酸酐反应后,通过氨基的乙酰化可以制备再生甲壳素纤维。甲壳素的结晶度高、分子间氢键作用强,较难溶解于普通溶剂,因此湿法纺丝工艺复杂、成本高。与此相反,壳聚糖可以很容易溶解在稀酸水溶液中,其纺丝液挤入稀碱溶液中可以很方便形成丝条后得到壳聚糖纤维。通过壳聚糖纤维的乙酰化可以间接生产甲壳素纤维,图10-7显示出直接和间接法生产甲壳素纤维的工艺路线

图10-7 直接和间接法生产甲壳素纤维的工艺路线图

表10-7显示在不同的反应时间下得到的再生甲壳素纤维的乙酰化度。随着反应时间的增加,越来越多的氨基被乙酰化,纤维的氮含量随之下降,通过元素分析得到的N/C比例由反应15min时的0.175下降到反应120min时的0.145,纤维中的氨基在40℃下反应120min后被完全乙酰化。

表10-7 乙酰化反应时间对壳聚糖纤维乙酰度的影响

表10-8显示在不同的反应温度下得到的再生甲壳素纤维的乙酰化度。可以看出,40℃下的反应速率比20℃下有明显的改善,40℃以上继续升高温度对反应速率没有很大的影响。表10-8的结果显示,40℃下反应30min后即可以得到88.5%的乙酰化度,使纤维从壳聚糖纤维转化成再生甲壳素纤维。(www.xing528.com)

表10-8 反应温度对壳聚糖纤维乙酰化度的影响

壳聚糖纤维在通过乙酰化转化成再生甲壳素纤维后的溶解性能有很大变化,初始的壳聚糖纤维中含有很多氨基,用2%醋酸水溶液可以很容易溶解纤维。乙酰化后的再生甲壳素纤维不溶于2%醋酸水溶液,有很好的湿稳定性。由于反应过程中纤维中的氨基上加入乙酰基团,纤维重量随反应程度的增加而增加,充分乙酰化的再生甲壳素纤维的重量比反应初始的纤维重量增加19.29%。

图10-8显示未处理的壳聚糖纤维和乙酰化处理后的再生甲壳素纤维的X射线衍射图。可以看出,初始壳聚糖纤维的结晶度相对较低,经过乙酰化反应后得到的再生甲壳素纤维有明显的结晶态结构。

图10-8 X射线衍射图

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