纤维素溶剂 [溶解纤维素的溶剂体系研究进展]

第40卷第3期2006年5月

生物质化学工程biomasschemicalengineering

vol.40no.3may2006

溶解纤维素的溶剂体系研究进展

王海云

1，2

，朱永年，储富祥

113

，蔡智慧

2

（1.中国林业科学研究院林产化学工业研究所;国家林业局林产化学工程重点开放性实验室，江苏南京210042;

2.南京林业大学化学工程学院，江苏南京210037）

摘要：介绍了溶解纤维素的有机溶剂体系和水溶剂体系，比较了各种溶剂的溶解机理和特点，重点阐述了n-甲基氧化吗啉（nmmo）和以碱金属氢氧化物为基础的溶剂体系，并简单介绍纤维素溶液的利用。关键词：纤维素;溶剂;氢氧化钠;水溶液

中图分类号：tq352文献标识码：a文章编号：1673-5854（2006）03--05

advancesinstudiesondwanghai2yun

1，2

，z，chu，izhi2hui

112

（1.instituteofiprandopenlab.onforestchemicalengineering，sfa，nanjing2icalengineering，nanjingforestryuniversity，nanjing210037，china）abstract：thewatersolventsystemsfordissolvingcellulosearereviewed，meanwhile，thedissolvingmechanismandfeatureofdifferentsolventsarediscussed.solventsbasedonn2methylmorpholineoxideandthealkalimetalhydroxidesarede2scribedindetail.andtheuseofcellulosesolutionsarealsoshowedinpief.keywords：cellulose;solvent;naoh;aqueoussolution

人类社会持续发展对材料的环境友好性和可再利用性的要求越来越高。纤维素是地球上最丰富的可再生的天然高分子，草本植物中约含10%～25%，木材中含40%～53%，亚麻等韧皮中含60%～85%，棉中的纤维素高达90%，纤维素也

及度低，一般有机和无机溶剂难以溶解纤维素，阻止了纤维素作为最丰富的天然产物的开发和利用。从确认纤维素分子结构以来，研究人员一直努力寻找和开发适合的能使其溶解的溶剂体系，特别是近年来，在该方面取得较大的进展。一般溶解纤维素的溶剂可分为有机溶剂体系和水溶剂体系两大类。

是构成植物细胞的基本成分。在自然界有机体中构成纤维素的碳约占40%，而且每年通过光合作用产生的纤维素达1000亿吨以上

[1]

，可以说，纤

维素是自然界中取之不尽用之不竭的可再生有机资源。纤维素材料本身无毒、抗水性强，可以粉状、片状膜、纤维以及溶液等不同形式出现，使得纤维素作为基质材料的潜在使用范围非常广泛。随着各国对环境污染问题的日益关注和重视，具有生物可降解性、环境协调性的纤维素材料成为世界各国竞相开发的热点。但是由于纤维素分子间及分子内强烈的氢键作用，以及纤维素的聚集态结构复杂，具有高结晶度，使试剂对纤维素的可

1有机溶剂体系

nakao提出纤维素在有机溶剂体系中形成电

子给予体-接受体配合物的假定，即纤维素羟基的氧原子、氢原子与溶剂体系中的活性剂存在相互作用，使羟基的电荷部分分离，从而使纤维素分子链分开而溶解

[2]

。近年来，研究和应用较多的