Page 33 - 精细化工2019年第8期

第 8 期 邱日圆，等: 热缔合型阳离子纤维素的制备及性能 ·1521·

核磁共振波谱仪对 TACC 进行氢谱表征。其中， 2.1.2 HEC 和 TACC-4 的 FTIR 分析
HBPEC 与 TACC 的 BGE、GTA 取代度根据公式（1） HEC 和 TACC-4 的红外谱图如图 2 所示。
进行计算（TACC 分子中 H 的编号见图 1） [18] 。
( 3I ) ( 9I )
MS BGE  H15 ； MS GTA  H19 （1）
( H1 )I ( H1 )I
式中：I H15 是化学位移为 0.8 处丁基端位甲基上氢的
峰面积；I H1 是 H1 的峰面积；I H19 是铵盐上 H19 的
峰面积。
1.3.2 FTIR 表征
将 HEC 和 TACC-4 置于 60 ℃真空干燥箱烘 4 h
后，分别与溴化钾混合，研磨后压片。在 500~
–1
4000 cm 进行 FTIR 测试。
1.3.3 元素分析 图 2 HEC 和 TACC-4 的红外谱图
Fig. 2 FTIR spectra of HEC and TACC-4
分别将 HBPEC 和 TACC 放入元素分析仪中，

进行元素分析测试。每个产品测试两次，取平均值。 由图 2 可知，3427 cm 处是 O—H 的伸缩振动
–1
1.3.4 黏度测试 –1
峰；2940 和 2876 cm 处是—CH 的伸缩振动峰；
配制一定浓度的 TACC 水溶液，用流变仪与控 1495 cm –1 处是 HEC 上—CH 2 —的弯曲振动峰；当
温水箱相连，设置升温速率为 1 ℃/min，对溶液进 GTA 接枝到 TACC 上时，由于—N (CH 3 ) 3 的强吸电
+
行黏度测试。 子能力，会使与—N (CH 3 ) 3 相连的—CH 2 —的弯曲
+
–1
振动峰移到 1467 cm 处，证明 GTA 已接枝成功；
2 结果与讨论
–1
1133 cm 处出现 C—O—C 的不对称伸缩振动峰；
–1
2.1 TACC 的表征 1070 cm 处出现 C—O 的伸缩振动峰，证明 BGE
1
2.1.1 HEC 和 TACC-4 的 HNMR 分析 已接枝在 TACC 上。
1
将 HEC 和 TACC-4 的 HNMR 进行对比，结果 2.1.3 HBPEC 和 TACC 的元素分析
见图 1。 HBPEC 和 TACC 的元素分析结果如表 1 所示。

表 1 HBPEC 和 TACC 的元素分析
Table 1 Elemental analyses results of HBPEC and TACC
w(C)/% w(N)/% w(H)/% w(N)/w(C)
HBPEC 52.9400 0.0080 9.1390 0.0002
TACC-1 52.2900 0.0210 9.0960 0.0004
TACC-2 52.5200 0.0720 9.3140 0.0014
TACC-3 52.2800 0.1620 9.3690 0.0031
TACC-4 52.4300 0.1850 9.3900 0.0035

由表 1 可知，HBPEC 中的微量氮是纤维素提取

过程中残存的。随着 GTA 加入量的增多，TACC-1
图 1 HEC 和 TACC-4 的核磁共振氢谱图
1
Fig. 1 HNMR spectra of HEC and TACC-4 到 TACC-4 的 w(N)/w(C)从 0.0004 增加到 0.0035，
证明 GTA 的取代度不断增大。
由图 1 可知，δ5.15~5.40 处是脱水葡萄糖单元 2.1.4 HBPEC 和 TACC 的水溶性及温敏增稠性
(AGU)H1 的峰，δ3.30~4.10 的多重峰是 HEC 上 以取代度 MS BGE =1.78 的 HBPEC 为原料合成的
H2~H8、BGE 上 H9~H12 和 GTA 上 H16~H18 的峰。 具有不同阳离子取代度的 TACC 的水溶性及温敏增
δ3.20 处是与 N 相连的甲基上 H19 的特征峰，证明 稠性见表 2。
季铵盐已成功接到羟乙基纤维素上。δ1.46、1.30、 由表 2 可以看出，MS BGE =1.78 的 HBPEC 由于
0.86 处分别是丁氧基中末端的亚甲基 H13、H14 和 疏水性过强，不溶于水。GTA 接枝到 HBPEC 生成
甲基 H15 的峰，说明 BGE 已接枝到羟乙基纤维素 TACC 能使原本不溶的、无温敏增稠性的 HBPEC 具
上。由 δ0.86 和 δ3.20 处的积分面积，根据公式（1）， 备水溶性和温敏增稠性。这主要是因为 TACC 上接
可以计算出 BGE 和 GTA 的取代度。 枝的 GTA 能与水分子之间形成氢键，具有良好的溶