使用LiCl/DMAc可以从酸化纸和TEMPO氧化纸或它们的纳米纤维中提取高分子分子纤维素吗?
Gaoyuan Hou1, Korawit Chitbanyong1, Izumi Shibata1
1Department of Biomaterials Science, Graduate School of Agricultural and Life Sciences, The University of Tokyo, 113-8657 Tokyo, Japan.
Carbohydrate polymers
|August 16, 2025
概括
修改后的木纤维素纤维和纳米纤维与酸盐或氧基团显示在LiCl/DMAc中溶解度低. 这些修改保留了纤维素晶体结构,与TEMPO氧化不同,可以破坏纤维素微纤维素.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 生物技术是生物技术.
背景情况:
- 纤维素的修饰对于为各种应用量身定制其特性至关重要.
- 了解改性纤维素的结构完整性对于其有效利用至关重要.
- 酸化和TEMPO氧化是功能化纤维素的常见方法.
研究的目的:
- 研究酸化 (P-) 和TEMPO-氧化 (TO-) 木材纤维素纤维 (纸) 和纤维素纳米纤维 (CNF) 的溶解性和结构变化.
- 为了确定这些修改对纤维素晶体结构的影响.
- 评估在特定化学处理下纤维素结构的稳定性.
主要方法:
- 制备P-和TO-纤维素纸和CNF.
- 使用化/N,N-二甲基胺 (LiCl/DMAc) 提取纤维素分子.
- 使用尺寸排除染色学量化可溶性分数和摩尔质量测定.
- 使用X射线衍射 (XRD) 和固态C核磁共振 (NMR) 分析不溶性分量的结构分析.
主要成果:
- 从P-和TO-纤维素样本中获得了LiCl/DMAc可溶性分量的低质量比率 (2-9%),表明改性纤维素分子在很大程度上是不溶性的.
- 纤维素分子上的酸 Ester 组或 C6 - 碳氧基组有助于它们在 LiCl/DMAc 中的不溶性.
- 在XRD和NMR分析中发现,用乙二胺 (EDA) 预处理TO纸,会破坏纤维素I晶体结构.
- 相比之下,P-纸在经过EDA处理后保留了其纤维素I晶体结构,证明了结构稳定性.
结论:
- 酸化和TEMPO氧化使得纤维素分子在LiCl/DMAc中由于存在功能组而基本不溶.
- 在化学处理过程中,酸化有效地保留了原生纤维素I晶体结构.
- 泰普氧化,特别是当随后进行EDA处理时,可以导致纤维素微纤维的显著结构障碍.
