天然彩色棉纖維在[BMIM]Cl離子液體中的溶解及色素輔助提取.pdf

1、彩色棉紡織品具有天然色澤、環(huán)保舒適，是一種綠色環(huán)保纖維。然而彩色棉纖維色澤不穩(wěn)、色系不全、品質(zhì)較差制約了彩色棉產(chǎn)品的發(fā)展。對(duì)彩色棉纖維結(jié)構(gòu)性能的深入研究，有助于改善纖維性能的不足，提高天然彩色棉纖維的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。近年來(lái)學(xué)者對(duì)天然彩色棉纖維結(jié)構(gòu)性能以及色素結(jié)構(gòu)作了廣泛研究，然而在彩棉色素與纖維素的結(jié)合關(guān)系、色素的組分結(jié)構(gòu)鑒定等方面，還未有明確的結(jié)論。離子液體是一種具有“綠色化學(xué)”稱(chēng)號(hào)的新型纖維素溶劑，具有低溫熔融、熱穩(wěn)定性好、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等

2、優(yōu)點(diǎn)。本文以天然彩色棉纖維為研究對(duì)象，主要做了以下方面的探索。
　　研究了天然彩色棉纖維在[BMIM]Cl（1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽）離子液體中的溶脹與溶解現(xiàn)象差異，探討了不同的預(yù)處理方式、溫度、時(shí)間等因素對(duì)溶解的影響。研究發(fā)現(xiàn)，天然彩色棉纖維在離子液體中能夠產(chǎn)生不勻性的球形膨脹，繼而溶解。棕棉、綠棉和白棉纖維的溶解性能存在差異。棕棉纖維色素物質(zhì)不均勻分布在纖維中腔，未隨著纖維的溶脹而發(fā)生轉(zhuǎn)移。綠色棉纖維色素物質(zhì)分布于整個(gè)次生胞

3、壁內(nèi)，并且隨著纖維的溶脹而向外層擴(kuò)散。經(jīng)過(guò)堿處理和酶處理后纖維的溶脹程度都有所增大，同時(shí)酶處理改變了纖維的溶脹類(lèi)型，即不均勻球形溶脹轉(zhuǎn)化為均勻溶脹。酶處理后綠棉纖維的溶解性能優(yōu)于其他纖維。纖維溶脹過(guò)程受溫度影響較大，升高溫度，纖維的溶脹程度加劇，達(dá)到極限溶脹尺寸的時(shí)間相應(yīng)縮短。
　　采用黏度法、紅外光譜(FTIR)、X射線衍射、熱重（TG）、差示掃描量熱法(DSC)等對(duì)彩棉再生前后纖維素的聚合度、化學(xué)結(jié)構(gòu)、結(jié)晶結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性進(jìn)行分

4、析并借助掃描電鏡對(duì)再生纖維素截面結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。研究發(fā)現(xiàn)溶解過(guò)程中棉纖維的聚合度均有不同程度的下降。棉纖維的[BMIM]Cl離子液體中的溶解過(guò)程屬于直接溶解，未發(fā)生明顯的纖維素衍生化。再生纖維素結(jié)晶衍射峰強(qiáng)度降低，無(wú)定型區(qū)增大。同時(shí)再生纖維素的熱穩(wěn)定性整體下降，棕棉溶解后熱穩(wěn)定性下降最為顯著。再生纖維素內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密均勻，無(wú)空隙。
　　研究發(fā)現(xiàn)，[BMIM]Cl離子液體可以對(duì)棕棉再生纖維素中色素物質(zhì)有效提取，離子液體輔助提取物組分明顯