机械活化甘蔗渣制备羧甲基纤维素及性能表征

作     者：陈渊 韦庆敏 杨家添 朱万仁 余桂英 黄祖强 

作者机构：玉林师范学院化学与材料学院 广西农产品加工重点实验室(培育基地) 广西高校桂东南特色农产资源高效利用重点实验室玉林537000 广西大学化学化工学院南宁530004 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2015年第31卷第23期

页      面：300-307页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 082903[工学-林产化学加工工程] 08[工学] 0829[工学-林业工程] 0802[工学-机械工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：广西科学研究与技术开发计划项目(桂科攻1598007-1) 广西高校专利倍增计划(ZL2014091) 教授科研启动基金(G20140006) 全国 广西大学生创新创业训练计划项目(201410606019 201410606001) 

主　　题：废弃物 红外光谱 扫描电镜 甘蔗渣 羧甲基纤维素 机械活化 羧甲基化 

摘      要：为进一步提高甘蔗渣的利用率,获得高取代度的羧甲基纤维素,该文采用自制搅拌磨对甘蔗渣进行机械活化预处理,以不同活化时间的甘蔗渣为原料,氯乙酸为醚化剂,氢氧化钠为催化剂制备羧甲基纤维素。以羧甲基纤维素的取代度为评价指标,分别探讨机械活化时间、固液比、氢氧化钠与氯乙酸摩尔比、反应时间、反应温度、水与底物比等因素对甘蔗渣羧甲基化反应的影响。并采用红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、X-射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、氢核磁共振谱(1HNMR spectroscopy,1HNMR)对甘蔗渣和羧甲基化产物表征。结果表明,机械活化对甘蔗渣羧甲基化反应具有明显的强化作用,经机械活化预处理后的甘蔗渣比原甘蔗渣更容易进行羧甲基化反应,取代度随着活化时间的延长先增大后减少。机械活化破坏了甘蔗渣中木素对纤维素的包裹作用,结晶结构受到破坏,降低纤维素的结晶度,醚化化试剂更容易渗透到甘蔗渣内部使纤维素发生羧甲基化反应,降低了对固液比、氢氧化钠/氯乙酸比、H2O/底物比、反应时间、反应温度的依赖性,提高了反应活性。在固液比为1∶18 g/m L,氢氧化钠/氯乙酸(摩尔比)为2∶1,H2O/底物比为1∶1 m L/g,75℃醚化2.0 h条件下,制得甘蔗渣羧甲基纤维素的取代度高达1.521,黏度为13 m Pa·s。研究结果将为制备高取代度羧甲基纤维素提供依据和基础数据。