| 孟苗,王美鑫,赵辉,李鑫,许凤.尿素调控离子液体制备高强度毛竹再生纤维素纤维[J].中国造纸学报,2026,41(3):23-31 |
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| 尿素调控离子液体制备高强度毛竹再生纤维素纤维 |
| Preparation of High-strength Moso Bamboo Regenerated Cellulose Fibers via Urea-modified Ionic Liquid |
| 投稿时间：2026-07-20 修订日期：2026-08-05 |
| DOI：10.11981/j.issn.1000-6842.2026.03.23 |
| 中文关键词: 纤维素 离子液体 尿素 湿法纺丝 再生纤维素纤维 |
| Key Words:cellulose ionic liquid urea wet spinning regenerated cellulose fiber |
| 基金项目:国家重点研发计划2024YFD2200802北京市大学生创新创业训练计划S202510022351北京林业大学“5·5工程”科研创新团队项目BLRC2023B01国家重点研发计划（2024YFD2200802）；北京市大学生创新创业训练计划（S202510022351）；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 | | 孟苗* | 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 | | 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 | | 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: |
| 本研究构建了一种新型复合离子液体溶剂体系，即尿素/1，1，3，3-四甲基胍丙酸盐（［TMGH］［PA］），用于毛竹纤维素的绿色溶解及高强度再生纤维素纤维（RCF）的制备。结果表明，当1，1，3，3-四甲基胍（TMG）与丙酸（PA）的物质的量比为7∶3时，制得离子液体［TMGH］［PA］的纤维素溶解能力最优，在80 ℃、60 min条件下对毛竹溶解浆的最大纤维素溶解度达10.2%；添加0.25%尿素后，其主要与［TMGH］+形成竞争性氢键，削弱离子对聚集作用，增加离子液体中自由离子浓度，使最大纤维素溶解度提高至13.4%。尿素进一步调控离子液体与纤维素间的氢键相互作用，改善了纤维素溶液的流变行为与纤维成形稳定性，促进了纤维致密化并减少了表面缺陷，使RCF的拉伸强度从未添加尿素时的135 MPa提升至175 MPa。 |
| Abstract: |
| In this study， a novel composite ionic liquid solvent system， urea/1，1，3，3-tetramethylguanidinium propionate （［TMGH］［PA］）， was constructed for the green dissolution of Moso bamboo cellulose and the preparation of high-strength regenerated cellulose fibers （RCF）. The results showed that when the molar ratio of 1，1，3，3-tetramethylguanidine （TMG） to propionic acid （PA） was 7：3， ［TMGH］［PA］ exhibited optimal cellulose dissolution capability， a Moso bamboo dissolved pulp maximum solubility of 10.2% was achieved at 80 °C within 60 min. After adding 0.25% urea， urea primarily formed competitive hydrogen bonds with ［TMGH］+， weakening ion-pair aggregation interations and increasing the concentration of free ions in the ionic liquid， thereby enhancing the maximum cellulose solubility to 13.4%. Urea further regulated the hydrogen-bonding interactions between the ionic liquid and cellulose， improving the rheological behavior of the cellulose solution and fiber-forming stability， promoting fiber densification and reducing surface defects， ultimately increasing the tensile strength of RCF from 135 MPa （without urea） to 175 MPa. |
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