《国际环境工程先进技术译丛:生物质加工和转化中的绿色化学》:
3.3.4源于IL中生物质的可持续材料
聚合物材料在我们的生活中起着重要的作用,而生物质资源涵盖了大量的可再生聚合物材料,例如,纤维素、蚕丝纤维、羊毛、几丁质等。其中,纤维素是最常见的有机聚合物,它通过光合作用产生,有着1.5×1012t的年产量,被认为是需求不断增加的环保和生物相容产品的取之不尽的原材料来源[2]。几千年来,维素作为能量源以木材和植物纤维的形式被利用在建筑材料和服装中[28]。为了提高其处理性能,并对某些特定应用进行性能剪裁,对于纤维素的化学修饰是必要的[29]。这方面的研究很可能被拓展到相对于纤维素更容易得到的Lc材料上,这同时避免了将食物源作为化学工业原材料相关的道德问题。有了对纤维隧、LC以及其他生物聚合物的有效溶解,人类对于新型生物聚合物衍生材料的开发进行了广泛的研究,相关的文献报道可以分为以下几类:
1)再生纤维素纤维。
2)将纤维素进行小分子修饰,微调成纤维素和LC衍生物(例如,乙酸盐、羧基甲醇盐、苯甲酰化物、氨基甲酸乙酯、甲基丙烯酸酯、碳酸盐、硫酸盐、磺酸盐、邻苯二甲酸盐、三苯甲基盐、糠酸盐、马来酸酯或酯树脂)。
3)通过聚合反应(例如,紫外线辐射聚合和原子转移自由基聚合)得到的聚合物接枝的纤维素[22,32]。
4)在再生过程中通过形成纤维素链和合成的聚合物链之间的交织网络而混合成的纤维素复合材料(例如,纤维素/枝化聚酰胺、纤维素)[108,33]。
Pinkert最近的一篇评论文章提供了关于此领域的全面综述[34]。因此,这里我们仅强调一些选定的研究。纤维素作为服装业最环保的聚合物材料,可以以多种形式再生,如膜、纤维和凝胶,具体形式取决于反溶剂和干燥工艺的选择。这些再生材料的性质(例如,机械强度、结晶度和比表面积)取决于再生条件,如溶解时间、沉淀速率、起始纤维素浓度、再生溶剂类型,以及干燥方法。据报道,LC纤维[35]、甲壳素[36]、丝素纤维[31b]、纤维素/碳纳米管[37],以及纤维素/羊毛角蛋白纤维/膜[31c]可以通过传统的湿法纺丝工艺(见图3.4)和电纺丝制备,这些已经成为制备再生纤维素纤维的领先技术。
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