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纤维素资源丰富,是一类聚合度高、分子取向好、化学稳定性强的天然高分子材料,且具有许多合成高分子无法比拟的优良的生物相容性和生物降解性能,无毒无害。利用纤维素葡萄糖环中羟基的特性,可将纤维素制成各种高分子精细化工材料,广泛应用于油田、建筑、聚合反应、食品、医药等领域。本文通过N,N-二甲基甲酰胺(DMF)浸润棉短绒纤维素和微晶纤维素,采用DMF-ClSO3H磺化体系,制备出水溶性非常好的纤维素硫酸酯钠,再运用大分子反应法,在异丙醇/水体系下,以氢氧化钠为催化剂,N,N-二甲基环氧丙基辛基氯化铵(GODMAC)、N,N-二甲基环氧丙基十二烷基氯化铵(GDDMAC)、N,N-二甲基环氧丙基十四烷基氯化铵(GTDMAC)等疏水单体对其进行疏水改性,从而获得具有一定表面活性且结构新颖的两性纤维素硫酸酯醚(GOCS、GDCS、GTCS)。主要内容如下:1.以微晶纤维素和棉短绒为原料,在0-5℃下,采用DMF-ClSO3H磺化体系对两种纤维素进行硫酸酯化,通过等离子电感耦合发射光谱数据,我们计算出微晶纤维素硫酸酯钠和棉短绒纤维素硫酸酯钠的取代度分别为0.87和0.76;由红外光谱数据可知硫酸酯键的存在,核磁共振数据说明硫酸酯化主要以C6-位取代为主,以上数据验证了纤维素硫酸酯的成功合成;X-射线衍射和扫描电镜说明经过硫酸酯化的纤维素其结晶结构和纤维形态基本上已被破坏;差示扫描量热仪(DSC)测量出纤维素硫酸酯的玻璃化转变温度在100℃左右。2.在65℃下,异丙醇/水溶剂体系,NaOH为催化剂,GODMAC、GDMAC、GTMAC分别对两种纤维素硫酸酯进行疏水改性,在元素分析仪确定了该两性纤维素阳离子的取代度的基础上,采用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、核磁共振光谱仪确定了该结构新颖独特的新型两性纤维素表面活性剂的成功合成;3.通过动态接触角测量仪确定了各种纤维素表面活性剂的表面张力和临界胶束浓度,结果表明该类表面活性剂可与小分子表面活性剂的降低表面张力的能力相媲美,最低可达28.41 mN/m,随着疏水基中碳链的增长,降低表面张力的能力下降,而临界胶束浓度从0.4wt%相应降低0.25wt%;应用环境扫描电镜(ESEM)确定其不同浓度胶束形态,结果表明在较低浓度下形成棒状单分子胶束,随着浓度的升高,单分子胶束逐渐聚集成树枝状胶束,进一步提高浓度,则聚集成网状结构;此外,采用了高级流变仪对其溶液的流变性质进行了研究,结果表明其溶液属于剪切变稀流体,是高分子溶液特有的性质。