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α—纤维素膜的制备、性能及应用研究

吴江

  直接利用溶剂溶解天然纤维素制备纤维是目前国际纺织工业中兴起的制备纤维素纤维新方法,它能充分保留纤维素的天然特性。本论文借鉴取得成功的该方法,研究使用溶剂直接溶解天然纤维素制备纤维素膜以及所得纤维素膜的物理、化学和渗透性能。论文首先通过理论分析和实验方法,研究溶剂N-甲基氧化吗啉、铸膜液浓度及温度、凝胶浴组成及温度等诸多因素对纤维素膜结构和性能的影响,开发了物理溶解制备纤维素膜的方法。使用物理溶解方法制备的纤维素膜保持着天然纤维素的化学结构,并具有较规整的空间结构,其结晶度接近天然纤维素,远远高于使用化学方法制备的纤维素膜。拉伸强度比使用化学方法制备的纤维素膜高30%以上,能在150℃下继续保持稳定,能在各种有机溶剂中保持稳定,并能承受浓度5wt.%的H_2SO_4和18wt.%的NaOH溶液浸泡。论文从干态膜和湿态膜两方面对上述方法制备的纤维素膜气体渗透性能进行了研究。结果表明,气体在干态与湿态纤维素膜中有着完全不同的渗透机理。湿态纤维素膜对酸性气体表现出很高的渗透性能,25℃下,CO_2渗透系数可达120barrer,CO_2/N_2、CO_2/CH_4、CO_2/H_2的理想分离因子可分别达50、30、15。论文通过与自由态水、醋酸纤维素膜、苯甲酰化纤维素膜、聚砜膜以及Cellophane膜比较研究,进一步揭示了水对纤维素膜的作用规律。在此基础上,论文研究了上述方法制备的纤维素膜的液体渗透性能,并考察了溶胀对纤维素膜液体渗透行为的影响。结合实验结果,论文还模拟实际烟道气组成探索性研究了湿态纤维素膜对SO_2/N_2的分离性能。……   
[关键词]:α-纤维素;N-甲基氧化吗啉;分离膜
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:中国科学院研究生院(大连化学物理研究所)2002年