柠檬酸交联纤维素气凝胶的制备及其网络结构的表征

袁英杰^1,2，李如燕^1,2，孙可伟²，李根²

1. 昆明理工大学材料科学与工程学院2. 昆明理工大学废弃物资源化国家工程研究中心

摘 要：以柠檬酸作为交联剂,在氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺（LiCl/DMAc）的纤维素溶解体系中,通过溶剂置换、酯化交联反应和超临界干燥工艺制备了纤维素气凝胶。通过电子显微镜、傅里叶红外光谱分析仪、差示扫描量热仪以及密度、吸水率和力学性能测试对纤维素气凝胶的结构和性能进行了表征。结果表明:柠檬酸的改性或纤维素初始浓度的增大均能使纤维素气凝胶的网络结构变得更加紧密,改性获得的气凝胶网络结构能够获得更加稳定的化学交联点且具有更小的孔隙和更好的形变恢复能力;柠檬酸与纤维素结构单元的物质的量比为1∶1时纤维素气凝胶具有更好的热、力稳定性能;在25¹20℃温度范围内反应温度越高交联反应程度越大。讨论了使用柠檬酸作为交联剂以及改变交联反应条件对纤维素气凝胶网络结构的影响。

关键词：纤维素气凝胶;柠檬酸;交联剂;网络结构;