以离子液体含水溶液为溶剂制备纤维素溶液的可行性探讨

李凌 白亚莉

纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖，其大分子的基环由D—葡萄糖以β—1，4糖苷键相连，由于纤维素分子间存在着强烈的氢键作用，因此难溶于水和一般的有机溶剂。纤维素最常见的应用方式是纺丝，纺丝前需要先将其溶解成为纺丝液，才能通过机头喷丝成型，因此制备具有可纺性的纤维素溶液是实现其应用的关键技术。

想要制备适用于纺丝的纤维素溶液，需要找到能够使其溶解的溶剂。现有的纤维素溶剂大致可以分为酸溶液和碱溶液体系、离子液体和含氮化合物体系，其中酸溶液浓度高、污染大，已逐步被淘汰出局；碱溶液相对操作简单且更为环保，是近年来水性溶剂体系发展的热点。武汉大学张俐娜等率先研发的氢氧化钠和/或硫脲和/或尿素组合而成的碱溶液体系，能够有效溶解各类天然纤维素且较为环保，但该体系需要在低温下溶解才能获得较好的溶解效果且易形成纤维素凝胶，所得纤维素溶液相对不稳定。含氮化合物体系中N—甲基氧化吗啉（NMMO）被认为是目前较有前途的纤维素溶剂，也是已经真正实现工业化应用的溶剂，但其工业应用目前还仅限于制备莱赛尔（lyocell）纤维[1]。

离子液体是一种在室温下呈液体的熔融盐，它不仅是大多数无机物和有机物的良溶剂，还具有强极性、不挥发、不氧化、对绝大部分试剂性能稳定的优点。作为一种新型的绿色溶剂，离子液体能够替代传统溶剂应用于化学合成、电化学、萃取分离、材料制备等诸多领域[2]。……