·纖維素季銨鹽·

NaOH-尿素體系中纖維素季銨鹽

衍生物的均相合成與表征

王水眾1張麗1吳池興1郭延柱1,2,*周景輝1

(1.遼寧省制漿造紙工程高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,大連工業(yè)大學(xué)輕工與化學(xué)工程學(xué)院, 遼寧大連, 116034；

2.制漿造紙科學(xué)與技術(shù)省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,齊魯工業(yè)大學(xué), 山東濟(jì)南, 250353)

摘要：在NaOH-尿素體系中,以3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨(CHPAC)為醚化劑,纖維素本體為原料,均相合成了纖維素季銨鹽衍生物(QC)。以QC中季銨鹽的取代度作為考核標(biāo)準(zhǔn),探討了QC在合成過(guò)程中的影響因素,并優(yōu)化出最佳合成條件: 反應(yīng)溫度25℃,纖維素濃度3%(以纖維素在NaOH-尿素中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)),醚化劑用量15∶1(以CHPAC與葡萄糖糖苷元的摩爾比計(jì)),反應(yīng)時(shí)間12 h。利用傅里葉紅外光譜儀(FT-IR)、氫核磁共振光譜(`1H-NMR)、熱重分析儀(TGA)和X射線(xiàn)衍射分析儀(XRD)對(duì)QC的化學(xué)結(jié)構(gòu)及物理性能進(jìn)行表征。

關(guān)鍵詞：纖維素；NaOH-尿素體系；纖維素季銨鹽；均相合成

作者簡(jiǎn)介：王水眾先生,本科在讀；主要從事制漿造紙清潔化生產(chǎn)及生物質(zhì)開(kāi)發(fā)利用研究。

中圖分類(lèi)號(hào)：TS743`+.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0254- 508X(2015)06- 0035- 06

收稿日期：2015- 02- 06(修改稿)

基金項(xiàng)目：遼寧省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目(201410152028)；大連工業(yè)大學(xué)青年基金(28000123)；制漿造紙科學(xué)與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金(08031338)。

Abstract：Quaternized cellulose derivatives (QC) was homogeneously synthesized by using cellulose as raw material and 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride as etherization agent in NaOH-urea green aqueous solutions. Using DS values of quaternary ammonium group in QC chemical structure as evaluation criterion, the synthetic conditions for QC derivatives were optimized, which were listed as the followings: reaction temperature 25℃, the concentration of cellulose in NaOH-urea solution 3%, molar ratio for etherification agent to glycosidic cellulose 15∶1, reaction time 12 h. The chemical structure of the QCs was characterized by FT-IR and `1H-NMR techniques. The results of TGA and XRD analysis showed that the crystalline structure of cellulose was destroyed in etherification process, and the thermal stability of QC was lower than that of cellulose.

*通信作者：郭延柱女士,E-mail：guoyz@dlpu.edu.cn。

Homogeneous Synthesis and Characterization of Quaternized Cellulose

Derivative in Sodium Hydroxide-urea Aqueous Solution

WANG Shui-zhong1ZHANG Li1WU Chi-xing1GUO Yan-zhu1,2,*ZHOU Jing-hui1

(1.LiaoningProvinceKeyLabofPulpandPaperEngineering,DalianPolytechnicUniversity,Dalian,LiaoningProvince,116034;

2.KeyLabofPulpandPaperScience&TechnologyofMinistryofEducation,QiluUniversityofTechnology,Ji’nan,ShandongProvince, 250353)

(*E-mail: guoyz@dlpu.edu.cn)

Key words：cellulose; sodium hydroxide-urea solution; quaternized cellulose; homogeneous synthesis

纖維素是世界上最為豐富的天然可再生生物質(zhì)資源,具有價(jià)格低、易得、生物可降解等特點(diǎn),備受關(guān)注[1-2]。然而,纖維素由于分子內(nèi)和分子間的強(qiáng)氫鍵作用以及致密的結(jié)晶結(jié)構(gòu),在普通溶劑如水、乙醇中很難溶解[3]。纖維素季銨鹽是通過(guò)纖維素的醚化反應(yīng)而得到的一類(lèi)纖維素水溶性衍生物,具有親水性、生物可降解性以及抗菌性等優(yōu)點(diǎn),在造紙、紡織、食品以及化工等不同行業(yè)領(lǐng)域已廣泛商業(yè)化應(yīng)用[4-7]。目前,纖維素季銨鹽類(lèi)衍生物的制備通常有以下兩種途徑,一是纖維素水溶性衍生物如羥乙基纖維素的陽(yáng)離子化反應(yīng)[8-10],二是紙漿纖維或棉短絨纖維素的表面非均相季銨化反應(yīng)[11-13]。這兩類(lèi)途徑具有以下缺點(diǎn)：反應(yīng)為非均相過(guò)程,整個(gè)反應(yīng)難以控制,所得產(chǎn)物取代度較低,通常位于0.2～0.3,取代基分布不均勻?qū)е庐a(chǎn)物性能難以檢測(cè)。均相體系中合成纖維素季銨鹽比非均相改性反應(yīng)容易進(jìn)行，具有羥基活性較高,所得產(chǎn)品取代度高等優(yōu)點(diǎn)。高取代度的纖維素季銨鹽產(chǎn)品在基因轉(zhuǎn)載、藥物傳遞等高附加值領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。但是,目前對(duì)于均相合成纖維素季銨鹽的報(bào)道仍然較少,因此,尋找合適的反應(yīng)介質(zhì),由纖維素直接均相合成纖維素季銨鹽具有重要的研究?jī)r(jià)值。

NaOH-尿素體系是一類(lèi)新型的纖維素綠色水溶劑體系,它能夠在低溫下5～30 min內(nèi)將纖維素完全溶解,是目前為止報(bào)道的最快速的纖維素溶解方法[14-16]。本實(shí)驗(yàn)根據(jù)纖維素季銨鹽醚化反應(yīng)須以強(qiáng)堿如NaOH作為催化劑的特點(diǎn),以NaOH-尿素溶液作為反應(yīng)介質(zhì),以3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨(CHPAC)為醚化劑,以纖維素本體作為原料,均相合成了纖維素季銨鹽衍生物(QC),并對(duì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和物理性能進(jìn)行了表征。

1實(shí)驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)原料及試劑

纖維素粉(α-cellulose)：阿拉丁試劑公司,粒徑90 μm,使用前需在真空干燥箱中45℃下干燥48 h；陽(yáng)離子醚化劑CHPAC,純度≥95%,濟(jì)南歐都商貿(mào)有限公司；透析袋，分子質(zhì)量截留范圍6000～8000, Sigmar公司；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用到的其他試劑如NaOH、尿素、硫酸鉀、硫酸銅等均為分析純,使用前無(wú)需提純。

1.2實(shí)驗(yàn)儀器

DLSB低溫冷卻循環(huán)泵,鞏義予華儀器有限責(zé)任公司；HJ-5多功能攪拌器,江蘇金壇環(huán)宇科學(xué)儀器公司；Frontier傅里葉紅外光譜儀,美國(guó)PerkinElmer公司；SKD-800自動(dòng)定氮儀,上海沛歐儀器公司；Q500熱重分析儀,美國(guó)TA公司；XRD-6100 X射線(xiàn)衍射儀,日本島津公司；Bruker ADVANCE III核磁共振波譜儀,布魯克公司。

1.3實(shí)驗(yàn)步驟

1.3.1纖維素在NaOH-尿素體系中的溶解

配制7%～12%NaOH-尿素溶液,置于低溫冷卻循環(huán)泵中預(yù)先冷卻至-12.0℃。精確稱(chēng)取2 g纖維素于攪拌狀態(tài)下加到100 g上述NaOH-尿素溶液中,強(qiáng)烈攪拌溶解30 min后,所得澄清溶液即為濃度 2%(以纖維素在NaOH-尿素中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))的纖維素-NaOH-尿素溶液。對(duì)于濃度為 3%或 4%的纖維素-NaOH-尿素溶液,其配制方法同上。

1.3.2纖維素季銨鹽衍生物的合成

稱(chēng)取一定量的CHPAC,首先將其配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%的水溶液,強(qiáng)烈攪拌狀態(tài)將該水溶液逐滴加至纖維素-NaOH-尿素溶液中,于反應(yīng)溫度下攪拌反應(yīng)一定時(shí)間。反應(yīng)結(jié)束后,將反應(yīng)體系轉(zhuǎn)移至透析袋內(nèi),于去離子水中透析,透析過(guò)程中每隔6 h換一次水,直至透析介質(zhì)用硝酸銀檢測(cè)無(wú)沉淀為止。經(jīng)冷凍干燥48 h得到纖維素季銨鹽產(chǎn)物。

1.3.3纖維素季銨鹽衍生物的表征

(1)取代度測(cè)定

利用凱式定氮儀對(duì)纖維素季銨鹽衍生物樣品的含氮量進(jìn)行測(cè)量,具體測(cè)量步驟參照GB1209189。陽(yáng)離子季銨鹽基的取代度(DS)由QC的含氮量(N%)按照公式(1)計(jì)算。

(1)

式中,162為纖維素組成單元葡萄糖的摩爾質(zhì)量,g/mol；14為元素氮的摩爾質(zhì)量,g/mol；151.5為陽(yáng)離子醚化劑的摩爾質(zhì)量,g/moL。

(2)傅里葉紅外光譜(FT-IR)表征

將QC樣品與KBr以1∶100的質(zhì)量比例進(jìn)行研磨,待研磨均勻后,對(duì)樣品進(jìn)行壓片,進(jìn)行FT-IR掃描,掃描范圍4000～400 cm-1,同時(shí)對(duì)原料纖維素進(jìn)行FT-IR光譜掃描作為對(duì)照。

(3)氫核磁共振光譜(1H-NMR)表征

將QC樣品溶于溶劑D2O-d6中,樣品濃度為20 mg/mL,測(cè)試內(nèi)標(biāo)為三甲基硅烷(TMS)。

(4)X射線(xiàn)衍射(XRD)表征

將QC樣品壓片后,在XRD-6100 X射線(xiàn)衍射儀上測(cè)量。具體條件為：Cu靶,Kα輻射,λ=0.15418 nm,測(cè)試電壓和電流分別為40 kV和50 mA,掃描速度為4°/min,掃描范圍5～60°。

(5)熱重分析(TGA)

纖維素與QC樣品的熱穩(wěn)定性能采用Q500熱重分析儀表征。樣品質(zhì)量約5～10 mg,測(cè)試范圍為室溫至600℃,升溫速率10℃/min,氮?dú)獗Ｗo(hù),流速為30 mL/min。

2結(jié)果與討論

2.1纖維素季銨鹽的均相合成

圖1為 CHPAC作為醚化劑,NaOH-尿素溶液作為反應(yīng)體系,纖維素季銨鹽均相合成的反應(yīng)路線(xiàn)?；具^(guò)程如下：CHPAC在堿性溶液中首先發(fā)生環(huán)化反應(yīng),生成環(huán)氧丙基三甲基氯化銨；環(huán)氧丙基三甲基氯化銨與纖維素分子鏈上的羥基發(fā)生烷氧基化反應(yīng),生成相應(yīng)的陽(yáng)離子性纖維素季銨鹽醚化產(chǎn)物。在整個(gè)反元的摩爾比計(jì)。

圖1　纖維素季銨鹽的合成示意圖

樣品反應(yīng)溫度/℃纖維素濃度1/%醚化劑用量2反應(yīng)時(shí)間/h含氮量/%取代度水溶解性能QC-12525∶162.200.33全溶QC-225315∶1123.950.80全溶QC-325410∶1243.890.78全溶QC-440210∶1122.640.43全溶QC-54035∶1242.440.38全溶QC-640415∶163.530.41全溶QC-760215∶1242.640.43全溶QC-860310∶162.700.44全溶QC-96045∶1122.380.37全溶取代度ABCDI0.640.400.360.39II0.410.540.550.53II0.410.520.550.53R0.230.140.190.14

注1纖維素濃度以纖維素在NaOH-尿素中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì);2醚化劑用量以CHPAC與葡萄糖糖苷

應(yīng)體系中,NaOH除了與尿素復(fù)配作為纖維素的均相溶劑外,還具有以下兩個(gè)作用：一是與纖維素上的羥基反應(yīng)生成醇鈉結(jié)構(gòu),使纖維素處于已發(fā)生親核取代反應(yīng)狀態(tài)；二是將CHPAC轉(zhuǎn)化為環(huán)氧丙基三甲基氯化銨,環(huán)氧結(jié)構(gòu)活性更高,更易于發(fā)生陽(yáng)離子醚化改性。在反應(yīng)過(guò)程中,纖維素的陽(yáng)離子化改性是主要反應(yīng),同時(shí)環(huán)氧丙基三甲基氯化銨及纖維素季銨鹽產(chǎn)物水解反應(yīng)為副反應(yīng)。

為優(yōu)化纖維素季銨鹽合成的工藝條件,采用正交實(shí)驗(yàn),以QC中季銨鹽基團(tuán)的取代度作為考核指標(biāo),對(duì)各可能影響因素進(jìn)行分析研究。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)介紹[17],影響QC合成的因素主要有纖維素濃度、醚化劑用量、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間。因此,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了四因素三水平的正交實(shí)驗(yàn),正交實(shí)驗(yàn)條件和級(jí)差分析結(jié)果見(jiàn)表1。從表1可以看出,在NaOH-尿素體系中,對(duì)纖維素進(jìn)行季銨鹽改性時(shí)最主要的影響因素為反應(yīng)溫度,其后依次為醚化劑用量、纖維素濃度、反應(yīng)時(shí)間。當(dāng)反應(yīng)溫度由25℃升高至60℃時(shí),QC中季銨鹽的取代度由0.64降至0.41,這說(shuō)明反應(yīng)溫度升高不利于纖維素季銨鹽的合成,這可能與溫度升高會(huì)導(dǎo)致纖維素在NaOH-尿素體系中發(fā)生凝膠化有關(guān)。當(dāng)纖維素濃度由2%增加至3%時(shí),所得產(chǎn)品季銨鹽的取代度由0.40增加至0.54,說(shuō)明纖維素濃度的提高,整個(gè)反應(yīng)體系中活性基團(tuán)羥基的濃度相應(yīng)提高,這將會(huì)增加羥基與環(huán)氧丙基三甲基氯化銨的碰撞幾率,從而使得產(chǎn)物中季銨鹽的取代度增加,但當(dāng)纖維素濃度為4%時(shí),反應(yīng)時(shí)醚化劑的大量加入將會(huì)使得部分纖維素在NaOH-尿素體系中沉淀出來(lái),進(jìn)而降低反應(yīng)效率。當(dāng)醚化劑用量由5∶1增加至10∶1時(shí),季銨鹽的取代度由0.36增加至0.55,說(shuō)明此條件下,纖維素糖苷元上的羥基反應(yīng)不充分。當(dāng)醚化劑用量由10∶1繼續(xù)增加至15∶1時(shí),季銨鹽的取代度基本不變,可以得出,醚化劑用量為15∶1時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡。隨著反應(yīng)時(shí)間由6 h延長(zhǎng)至12 h,季銨鹽的取代度逐漸增加,但12 h后反應(yīng)基本完成,取代度達(dá)到最高并趨于穩(wěn)定,繼續(xù)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間至24 h,取代度基本不變。通過(guò)以上分析,可以得出在NaOH-尿素體系中,以CHPAC作為陽(yáng)離子醚化劑時(shí),QC合成的最優(yōu)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度25℃,纖維素濃度3%,醚化劑用量15∶1,反應(yīng)時(shí)間12 h,最優(yōu)條件下合成所得QC產(chǎn)物的取代度為0.80。為進(jìn)一步驗(yàn)證正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果的再現(xiàn)性,實(shí)驗(yàn)在最優(yōu)條件下再次合成纖維素季銨鹽,所得QC產(chǎn)品的取代度為0.79,與正交實(shí)驗(yàn)表中所得結(jié)果相差不大,說(shuō)明該實(shí)驗(yàn)具有較好的再現(xiàn)性。正交實(shí)驗(yàn)得到的所有QC樣品均能溶解于水溶液中。

2.2纖維素季銨鹽的結(jié)構(gòu)及性能表征

實(shí)驗(yàn)采用FT-IR和1H-NMR對(duì)纖維素季銨鹽的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。圖2所示為纖維素與纖維素季銨鹽衍生物樣品(QC-1,QC-2及QC-3)的FT-IR譜圖。由圖2可以看出,在3372、2895、1635、1369、1059 cm-1處的吸收峰分別為其結(jié)構(gòu)中羥基的伸縮振動(dòng)峰、亞甲基和次甲基的伸縮振動(dòng)峰、吸附水的彎曲振動(dòng)峰、甲基和亞甲基的彎曲振動(dòng)峰、纖維素糖苷鍵C—O—C的伸縮振動(dòng)峰。與纖維素的FT-IR譜圖相比,纖維素季銨鹽在1482、1417和907 cm-1處出現(xiàn)了3個(gè)新的吸收峰。1482 cm-1處的吸收峰為陽(yáng)離子纖維素分子鏈引入的季銨鹽基中甲基的吸收峰,1417 cm-1處則為季銨鹽基中C—N的伸縮振動(dòng)峰,907 cm-1處為季銨鹽基中C—N的彎曲振動(dòng)峰。結(jié)果表明,陽(yáng)離子季銨鹽基成功地引入到纖維素分子的主鏈上。

圖3所示為纖維素季銨鹽代表性樣品Q(chēng)C-2在溶劑D2O-d6中的1H-NMR譜圖。由圖3可以看出,化學(xué)位移δ=3.0～5.7為纖維素葡萄糖苷元上的各個(gè)氫的信號(hào)峰,其中δ=3.09處為C4位置上氫質(zhì)子的信號(hào)峰,δ=3.39處為C2位置上氫質(zhì)子的信號(hào)峰,δ=3.44～4.15處為C3、C5和C6位置上氫質(zhì)子的信號(hào)峰。δ=4.55和δ=4.47處的兩個(gè)雙信號(hào)峰分別為C2位置上羥基被季銨鹽基取代和未取代的相鄰C1位置上氫質(zhì)子的信號(hào)峰。對(duì)于引入的季銨鹽基來(lái)說(shuō),δ=3.26處的強(qiáng)信號(hào)峰為其結(jié)構(gòu)中的甲基((CH3)3N+)信號(hào)峰。季銨鹽基結(jié)構(gòu)中亞甲基和次甲基中的氫質(zhì)子信號(hào)峰與纖維素葡萄糖單元上氫質(zhì)子的信號(hào)峰重疊,位于δ=3.44～4.01之間。

纖維素和纖維素季銨鹽樣品(QC-1和QC-2)的熱穩(wěn)定性能在氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)行熱重分析(TGA),其TGA曲線(xiàn)及導(dǎo)數(shù)熱重曲線(xiàn)(DTGA)分別見(jiàn)圖4和圖5。由圖4可以看出,纖維素樣品存在2個(gè)熱降解階段過(guò)程,分別位于100℃和310℃附近,二者分別歸因于纖維素樣品中吸附水的去除和纖維素主鏈結(jié)構(gòu)的降解。纖維素季銨鹽樣品則存在3個(gè)熱降解階段過(guò)程,分別位于100℃、180℃和310℃附近,各自歸因于QC樣品中吸附水的去除、引入的季銨鹽基團(tuán)的降解和QC主鏈結(jié)構(gòu)的降解。由圖5可以看出,纖維素的最大質(zhì)量損失溫度為316.7℃,而纖維素經(jīng)季銨鹽改性后,除316.7℃處的最大熱降解峰外,分別在280℃和190℃處存在2個(gè)熱降解峰,這可能歸因于QC引入季銨鹽基側(cè)鏈的熱降解。纖維素在質(zhì)量損失率為50%的熱降解溫度為313.8℃,而纖維素季銨鹽樣品Q(chēng)C-1和QC-2的熱降解溫度則分別為297.9℃和296.0℃,這表明纖維素經(jīng)陽(yáng)離子化改性后,由于分子子鏈結(jié)構(gòu)中結(jié)晶區(qū)的破壞、氫鍵的斷裂,導(dǎo)致熱穩(wěn)定性能下降。纖維素、QC-1和QC-2樣品在650℃的固體殘?jiān)史謩e為9.47%、11.09%和10.16%。對(duì)比發(fā)現(xiàn),纖維素樣品的固體殘?jiān)拭黠@低于纖維素季銨鹽樣品的,這可能是因?yàn)樵陉?yáng)離子化反應(yīng)過(guò)程中,氯元素的引入使得樣品在650℃時(shí)難揮發(fā)性物質(zhì)的含量顯著增加。

圖2 纖維素與QC的FT-IR譜圖圖3 QC-2的1H-NMR譜圖圖4 纖維素與QC的TGA曲線(xiàn)圖5 纖維素與QC的DTGA曲線(xiàn)

圖6　纖維素與QC的XRD譜圖

利用XRD對(duì)纖維素在季銨化反應(yīng)過(guò)程中的結(jié)晶行為變化進(jìn)行了研究。纖維素及纖維素季銨鹽代表性樣品(QC-1和QC-2)的XRD譜圖見(jiàn)圖6。從圖6可以看出,纖維素結(jié)構(gòu)中明顯含有結(jié)晶區(qū),在2θ=15.37°、22.62°和34.58°處存在衍射峰,分別對(duì)應(yīng)于纖維素I的101、002和040的結(jié)晶形式。與纖維素相比,纖維素季銨鹽樣品的XRD譜圖在2θ=15.37°和34.58°的結(jié)晶衍射峰消失,在2θ=22.61°的衍射峰強(qiáng)度明顯下降,說(shuō)明纖維素在季銨化改性過(guò)程中糖苷元上的羥基被取代,導(dǎo)致分子間和分子內(nèi)氫鍵作用力削弱,同時(shí)季銨鹽基團(tuán)的引入擾亂了整個(gè)分子鏈的規(guī)整性,從而使得纖維素分子結(jié)構(gòu)中的結(jié)晶區(qū)受到破壞,無(wú)定形區(qū)增加。但QC樣品的譜圖在2θ=17.61°和22.61°附近仍具有2個(gè)結(jié)晶峰,表明纖維素的晶體結(jié)構(gòu)在反應(yīng)過(guò)程中未被完全破壞。

3結(jié)論

3.1以3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨(CHPAC)為陽(yáng)離子醚化劑,NaOH-尿素體系作為反應(yīng)介質(zhì),纖維素本體作為原料,均相合成了纖維素季銨鹽衍生物(QC)。通過(guò)四因素三水平正交實(shí)驗(yàn)確定了各因素對(duì)所得QC產(chǎn)品中季銨鹽取代度的影響大小順序依次為：反應(yīng)溫度>醚化劑用量(以CHPAC與葡萄糖糖苷元的摩爾比計(jì))>纖維素濃度(以纖維素在NaOH-尿素中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))、反應(yīng)時(shí)間。通過(guò)研究各個(gè)因素對(duì)季銨鹽取代度的影響確定了合成QC的最優(yōu)工藝條件為：反應(yīng)溫度25℃,纖維素濃度3%,醚化劑用量15∶1,反應(yīng)時(shí)間12 h。

3.2利用傅里葉紅外光譜(FT-IR)和氫核磁共振光譜(1H-NMR)對(duì)纖維素季銨鹽結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。結(jié)果表明,QC樣品的FT-IR譜圖在1482、1417和907 cm-1處出現(xiàn)了3個(gè)新的吸收峰,分別歸屬于分子鏈引入的季銨鹽基中甲基的吸收峰、季銨鹽基中C—N的伸縮振動(dòng)峰和C—N的彎曲振動(dòng)峰。QC樣品的1H-NMR譜圖中位于δ=3.26處的強(qiáng)信號(hào)峰為季銨鹽基中甲基信號(hào)峰。這些數(shù)據(jù)表明，陽(yáng)離子季銨鹽基成功地引入到纖維素分子的主鏈上，這些特征峰的存在,證實(shí)了醚化反應(yīng)的發(fā)生。

3.3對(duì)纖維素和QC進(jìn)行熱重分析(TGA)和X射線(xiàn)衍射分析(XRD),結(jié)果表明,纖維素經(jīng)陽(yáng)離子季銨化反應(yīng)后,結(jié)晶區(qū)受到破壞,熱穩(wěn)定性能降低,水溶液溶解性能得到改善。

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