赵辉,高子骏,邱浩涵,王美鑫,李鑫,许凤.基于球磨辅助低共熔溶剂的溶解浆反应活性提升研究[J].中国造纸学报,2025,40(4):1-11 本文二维码信息
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基于球磨辅助低共熔溶剂的溶解浆反应活性提升研究
Study on Enhancing the Reactivity of Dissolving Pulp Using Ball Milling-assisted Deep Eutectic Solvents
投稿时间:2025-09-19  修订日期:2025-09-26
DOI:10.11981/j.issn.1000-6842.2025.04.01
中文关键词:  溶解浆  低共熔溶剂  球磨  醋酸纤维素
Key Words:dissolving pulp  deep eutectic solvents  ball milling  cellulose acetate
基金项目:国家自然科学基金项目(22308027);北京林业大学“5·5工程”科研创新团队项目(BLRC2023B01)。
作者单位邮编
赵辉* 北京林业大学材料科学与技术学院林木生物质化学北京市重点实验室 林业生物质材料与能源教育部工程研究中心北京100083 100083
高子骏 北京林业大学材料科学与技术学院林木生物质化学北京市重点实验室 林业生物质材料与能源教育部工程研究中心北京100083 100083
邱浩涵 北京林业大学材料科学与技术学院林木生物质化学北京市重点实验室 林业生物质材料与能源教育部工程研究中心北京100083 100083
王美鑫 北京林业大学材料科学与技术学院林木生物质化学北京市重点实验室 林业生物质材料与能源教育部工程研究中心北京100083 100083
李鑫* 北京林业大学材料科学与技术学院林木生物质化学北京市重点实验室 林业生物质材料与能源教育部工程研究中心北京100083 100083
许凤* 北京林业大学材料科学与技术学院林木生物质化学北京市重点实验室 林业生物质材料与能源教育部工程研究中心北京100083 100083
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中文摘要:
      本研究采用球磨分别辅助5种低共熔溶剂(DES)对精制棉溶解浆进行协同处理,并以处理后的溶解浆为原料制备了醋酸纤维素(CA)及其膜材料。结果表明,该联合处理能协同促进溶解浆纤维的细纤维化和纤维素的解聚,有效破坏纤维形貌和氢键网络,并降低其聚合度和结晶度,从而提升反应活性。经氯化胆碱/草酸DES处理后,浆料的聚合度从1 227降至572,结晶度从80.1%降至71.3%,纤维素分子内氢键O(3)H…O(5)含量从62.43%降至46.79%。所制CA膜具有优异的透光性和力学性能,其中以氯化胆碱/乙酸DES处理原料制备的CA膜机械性能最高,断裂拉伸强度和断裂伸长率分别为(60.8±1.2) MPa和(12.6±0.3)%。
Abstract:
      In this study, the refined cotton dissolving pulp was treated using ball milling in combination with five deep eutectic solvents (DES), and the treated pulp was used as the raw material to prepare cellulose acetate (CA) and its film materials. The results demonstrated that this combined approach synergistically promoted fiber fibrillation and cellulose depolymerization, effectively disrupting the fiber morphology and hydrogen bond network. This led to a reduction in the degree of polymerization (DP) and crystallinity, thereby significantly enhancing its reactivity. After treatment with choline chloride/oxalic acid DES, the DP of the pulp decreased from 1 227 to 572, the crystallinity dropped from 80.1% to 71.3%, and the content of intramolecular hydrogen bond O(3)H⋯O(5) declined from 62.43% to 46.79%. The obtained CA films exhibited excellent light transmittance and mechanical properties. The films derived from choline chloride/acetic acid DES-treated pulp showed the highest mechanical performances, with tensile strength at break and strain at break reaching (60.8±1.2) MPa and (12.6±0.3)%, respectively.
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