阳离子化改性纳米纤维素的合成及其脱色性能

发布时间：2021-09-05 21:43

　　用浓硫酸水解法制备了纳米纤维素（NCC）,再以丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）为单体,对NCC进行阳离子化改性,得到改性纳米纤维素（PDAC-g-NCC）。在m（DAC）∶m（NCC）=2∶1、4∶1情况下,合成了两种产物PDAC-g-NCC₁和PDAC-g-NCC₂。通过称质量法与滴定法测试了两者的接枝率与阳离子度,分别为8.6%、16.7%与32.9%、48.9%。红外光谱（FT-IR）、X-射线衍射（XRD）及热重分析（TG与DTG）证实单体成功接枝到NCC表面。以阴离子染料活性艳蓝KN-R为模型物,考查了絮凝剂质量浓度对染液脱色率的影响,结果表明:对100 mg/L的中性染液,投加90 mg/L PDAC-g-NCC₁或40 mg/L PDAC-g-NCC₂,脱色率分别高达90.4%、92.3%;NCC-g-PDAC₂的絮凝窗口较宽,投加30～100 mg/L絮凝剂均可以获得较高的脱色率（>80%）。因此该絮凝剂具有很好的应用前景。 

【文章来源】：东北林业大学学报. 2020,48(10)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵接枝纳米纤维素(PDAC-g-NCC)的合成路线示意

NCC、PDAC-g-NCC1与PDAC-g-NCC2的FT-IR谱如图2所示。如图2所示,所有样品的图谱中位于3 402、2 903、1 250～1 500、1 159、897 cm-1附近都出现吸收峰,分别归因于—OH的伸缩振动、—CH的伸缩振动、—CH2的不对称伸缩振动、C—O—C伸缩振动,以及碳水化合物中β-糖苷键的伸缩振动;图谱中位于1 640 cm-1处的吸收峰则与水峰有关。另外,PDAC-g-NCC图谱中位于1 732、957、722 cm-1附近出现新吸收峰,分别与C＝O伸缩振动、季铵盐的C—N伸缩振动和C—C骨架振动[—(CH2)n—,n≥4]有关,且PDAC-g-NCC2谱图中这些峰的强度更高[25-26]。以上分析可以证明,PADC-g-NCC的化学结构与预期基本一致;且随着单体DAC用量增加,产物的接枝率提高。

NCC、PDAC-g-NCC1与PDAC-g-NCC2的XRD谱如图3所示。如图3所示,所有样品的XRD谱在2θ=14.7°(110)、16.5°(110)、20.5°(012)、22.6°(200)与34.5°(004)处都出现衍射峰,属于纤维素I的晶体结构。这说明NCC表面经DAC单体的接枝聚合改性后,产物PDAC-g-NCC的晶体结构与未改性NCC相似。但相对于未改性NCC,PDAC-g-NCC的结晶衍射峰强度有所降低。经计算,NCC、PDAC-g-NCC1与PDAC-g-NCC2的结晶指数分别为75.2%、71.9%与69.1%。这是因为,在NCC的表面接枝聚合改性过程中,溶液维持酸性,这会引起纤维素大分子一定程度的降解,从而导致结晶度降低。

【参考文献】：
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本文编号：3386137