改性纖維素類吸附劑（四）

時間：2023-03-24 13:15:10來源：food欄目：食品快速檢測閱讀：

改性纖維素類吸附劑（四）

[db:作者] / 2023-01-05 00:00

②光引發聚合光引發接枝法是指利用紫外光輻射在含有光敏劑的纖維素上，在纖維素表面上形成表面接枝中心表面自由基，從而將單體接枝到纖維素上。接枝用的光敏劑主要有2種：a.光敏劑吸收光后能產生激發態分子，奪取纖維素分子中的氫而產生自由基，如二甲苯酮及其衍生物；b.能產生自由基并向纖維素轉移的光敏劑，這類光敏劑主要包括過氧化物、偶氮化物、亞硝基化物及安息香醚類等。如Kuwabara利用λ=300nm的紫外線輻射用過氧化氫和硫酸處理過的纖維素和丙烯酸的混合物，將丙烯酸接枝到纖維素基體上。

③輻射引發聚合輻射聚合主要是利用60Co發出的γ射線或高固化速率的電子加速器發射的電子束的高能輻射引發纖維素大量自由基，輻射聚合主要有共輻射接枝、預輻射接枝、過氧化法三種方式。纖維素經輻射后會產生脫氫效應，生成自由基，此自由基一般產生在C5位置，即如果此時有單體存在就可以引發接枝聚合反應。

筆者和課題組成員以馬尾松硫酸鹽漿纖維素為原料制備黏膠纖維，利用熱溶膠轉相法，采用反相懸浮技術，制備球形纖維素珠體。對制得的纖維素珠體進行接枝及微波催化改性，制得含咪唑基和羧基的球形纖維素螯合吸附劑SCCA。

a.黏膠纖維的制備。稱量20.0g(干基)馬尾松硫酸鹽漿纖維素，用質量分數為20.0%的NaOH在室溫下浸泡2.0h，壓去多余堿液至100g左右，于室溫下老化3.0d。取出堿纖維素，置于500mL的三口燒瓶中，加入9.1mL CS2，攪拌一段時間，然后加入210mL 6% NaOH溶液和一定量的油酸鈉(表面活性劑)，在室溫下攪拌3.0h，即得黏膠纖維。取出，密封，在避光條件下放置1d，備用。

b.纖維素珠體的制備。在500mL三口燒瓶中加入30mL黏膠纖維和一定量的包埋劑CaCO3，配制成聚合相，攪拌一段時間，加入120mL分散相變壓器油，以一定的油水比加入蒸餾水和少量分散劑油酸鈉，用明膠調節體系的黏度。在200r/min轉速下攪拌分散均勻后，緩慢加熱升溫到65℃并恒溫反應1.5h，撤去水浴，攪拌下自然冷卻至室溫，取出，回收上層油相，將下層含纖維素珠體水洗、篩選，即得到白色球形纖維素珠體。

c.纖維素接枝丙烯腈。在三口燒瓶中加入一定量的球形纖維素珠體和100mL水，加入計算量的引發劑，常溫攪拌15min，然后加入計算量的丙烯腈，升溫至一定溫度下繼續反應1.0h后靜置，取出，用篩網過濾，用水沖洗，即得到接枝后產物。

d.微波法促進多功能基吸附劑的合成。將適量纖維素丙烯腈接枝產物SCA與二乙烯三胺及催化劑硫脲以合適的比例混合于圓底燒瓶中，攪拌均勻，蓋上帶有導管的瓶塞。將反應瓶置于微波爐中，選擇適當的微波輸出功率與反應時間。為減少原料纖維素球和二乙烯三胺、硫脲等在高溫時存在的分解、氧化、炭化等副反應，采用間歇輻射(三次)制備產品，最后冷卻至室溫，用蒸餾水沖洗干凈，得到含有咪唑啉基和羧基的球形纖維素螯合吸附劑SCCA。

微波輸出功率對縮合反應的影響較大，一定范圍內提高輻射功率會提高收率，但功率不宜過高，否則易發生反應物的氧化、分解甚至炭化，從而影響收率。在單體濃度為4.85mol/L，間歇輻射時間60s，催化劑硫脲濃度為0.39mol/L的條件下，不同功率對產品收率及單體轉化率的影響如圖4-27所示。實驗結果表明，在微波輸出功率為600W時，產品得率可達91%。

圖4-27微波功率的影響

微波的輻射時間對反應收率有較大影響，在微波輻射功率為600W(中高火力)、單體濃度為4.85mol/L的條件下，考察間歇輻射的時間對反應過程的影響，結果如圖4-28所示。

圖4-28 輻射時間的影響

實驗過程中發現，在間歇輻射時間小于60s的范圍內，隨著輻射時間越長，產品得率及單體轉化率均有一定的上升。但是，輻射時間過長也會使反應物本身溫度過高而產生分解，且胺類物質會因揮發使合成產率下降。此外，當時間繼續延長時，反應過于劇烈，致使反應液從瓶塞上的導管噴出，甚至會導致瓶塞彈出，操作過程不易控制。因此，將輻射時間選為60s。

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