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纤维素改性

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氨化

氨基化纳米纤维素，又称胺化纳米纤维素，是通过将含有氨基的化合物交联到纳米纤维素表面得到的功能化纤维

Tip

由于氨基带有正电荷，所以氨基改性后的纳米纤维素分子表面大都显正电；同时，氨基可以增强纤维素与金属离子的络合能力，这都有利于增强纳米纤维素与细菌的结合力。

通过接枝反应将含有氨基的化合物接枝到 CNF表面，实现 CNF 的氨基化改性，其中最常用的接枝反应是硅烷化反应。

氨化纤维素制备：
首先，使用 DMF（50 ml）作为反应溶剂，将 MCC （5 g） 加入到 250 ml 圆底烧瓶中，然后在 80 ◦C 下搅拌。在搅拌过程中，将 SOCl2（摩尔比为 1：2 与 MCC）缓慢滴加到反应瓶中。反应4小时后，将化合物冲洗并用去离子水过滤，直至将pH调节至中性。其次，将反应产物放入250ml圆底烧瓶中，然后以1：2的质量比加入EDA，在80◦C下搅拌红10 h。之后，用去离子水过滤化合物。最后，将所得产品冷冻干燥，得到AC。First, MCC (5 g) was addedinto a 250 ml round-bottomflask by using DMF (50 ml) as the reaction solvent, and then stirred at 80 ◦C. During the stirring, SOCl2 (molar ratio of 1:2 to MCC) was slowly added dropwise to the reaction flask. After 4 h of reaction, the compounds were rinsed and filtered with deionized water until the pH was adjusted to neutral. Second, the reaction product was put into the 250 ml roundbottom flask, then EDA was added with a mass ratio of 1:2, and stir red at 80 ◦C for 10 h. After that, the compound was filtrated with deionized water. Finally, the obtained product was freeze-dried to obtain AC.
氨化纤维素与环氧反应：
将冻干的AC和TMPEG以不同的质量比（AC/TMPEG的质量比分别为1∶2、1∶1和2∶1）加入烧杯中，然后以NaOH溶液（1.0 M）为溶剂。根据上述步骤，可以通过在室温下搅拌15 min来获得AC-TMPEG粘合剂。使用前可以通过超声波进行均质化。胶粘剂的组成如表1所示。The freeze-dried AC and TMPEG were added to the beaker at different mass ratios (the mass ratios of AC/TMPEG are 1:2, 1:1, and 2:1), then NaOH solution (1.0 M) was used as solvent. Based on the above procedures, AC-TMPEG adhesive can be acquired by stirring at room temperature for 15 min. It can be homogenized by ultrasonic before use. The composition of adhesive is showed in Table 1.

醚化反应和酰胺化反应也是常用的 CNF氨基化手段

利用酯化反应进行 CNC 的氨基化

腙化反应也是实现CNC 氨基化改性

乙酰化

纤维素与醋酸酐作用生成
乙酰化剂包括：①酯化剂，有冰醋酸、氯乙酸、烯酮、醋酸酐等，以醋酸酐为最好；②以硫酸为催化剂，也可加少量的高氯酸；③稀释剂，均态乙酰化反应的稀释剂有冰醋酸、二氯甲烷、三氯甲烷或三氯乙烷等，非均态乙酰化的稀释剂有苯、四氯化碳等。乙酰化为强放热反应，使用大量稀释剂有利于分散反应热，降低黏度，使反应均匀等。把纤维素投入预冷的乙酰化剂中，经反应8h后即得三醋酸纤维素酯的透明溶液。

酯化

酯化反应一般发生在整个纤维素聚合物链上或纤维素纤维的外层，而内部的纤维素晶体结构保持完整。

醚化改性

醚化纤维素是由碱性纤维素和醚化剂在一定条件下反应而产生的一系列纤维素衍生物。它是纤维素分子结构单元上的伯醇羟基部分或全部被醚基取代的产物。

氧化改性

由于纤维素葡萄糖苷上的三个羟基的存在，纤维素可以被不同种类的氧化剂( 例如，过硫酸钠、次氯酸钠、高碘酸盐及 TEMPO 体系等)
氧化以制造各种纤维素衍生物并引入许多活性基团( 例如，羧基、醛和羰基官能团)

接枝改性

纤维素的接枝共聚是基于分子链上的活性羟基作为接枝点，在不完全破坏纤维素材料优点的条件下，单体聚合反应形成的聚合物链通过共价键接枝到纤维素主链上，赋予纤维素新的性能
常用方法有自由基聚合、开环聚合、离子聚合和原子转移自由基聚合
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主要有以上三种实现方式: “grafting through”、“grafting from”和“grafting onto”。

" grafting onto" 将聚合物的活性端基与纤维素结构相连; 
" grafting from" 从纤维素结构的活性位点起聚合单体;
" grafting through" 则需要制备大分子单体。

“graft from”是最常用的接枝方法，由于参与反应的单体分子小，位阻小，因此该方 法 更 易 合 成 高 接 枝 率 的 纤 维 素 接 枝 共聚物

接枝共聚的特点是单体共聚形成聚合物链，然后以共价键的形式接枝到纤维素主链上。
常见的单体有丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯等。
合成的聚合物－纤维素复合材料具有良好的稳定性、耐磨损和保持形状的能力，变亲水或疏水，可用于刺激响应材料、离子交换剂、电解质、耐热性和自清洁表面。

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