Page 85 - 精细化工2019年第9期

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第 9 期 姜大伟，等: Na 阻燃改性亚麻纤维及其对纤维性能的影响 ·1813·

从表 5 可以看出，FF 在处理前后结晶度变化不
大。MA 接枝后，纤维结晶度稍有增加，说明接枝
后形成的羧基基团之间形成氢键能力更强，更容易
形成结晶区域。碳酸钠处理后，羧基氢原子数量减
少，氢键量减少，结晶度稍有下降。同时，在
20-Na 2 CO 3 -MA-FF 的 XRD 图可以看到，除了 2θ=
14.8°、16.7°和 22.8°的 FF 结晶峰之外，在 28.5°和
29.5°处出现了新的结晶峰，这应该是与纤维素马来
酸酯钠相关的结晶。
整体上，接枝前后 FF 的结晶度变化不大，说明
接枝对纤维素结晶区域影响较小。可以推测，接枝
反应发生在纤维的无定形区以及结晶区的表面。如
果结晶区内部有接枝反应发生，结晶度以及衍射峰
的位置都会出现变化。
2.3.2 亚麻纤维接枝区域及接枝位置推测
FF 属于多晶结构，微晶区域与不定型区域相互
交织。从接枝前后 FF 的结晶度变化不大可以推测，
接枝反应主要发生在纤维的无定形区和结晶区的表
面，接枝试剂并未渗入结晶区内部，如图 4 所示。

图 4 MA 分散在 FF 不同区域示意图
Fig. 4 Scheme of MA dispersed in different regions of FF

XRD 测得 FF 的结晶度在 70%左右，而 2θ 角在
接枝前后并没有变化，说明接枝试剂并未渗入结晶
区，也就是说接枝只发生在非结晶区和结晶区的表
面，只有 30%左右处于非结晶区域的纤维以及结晶
区域的纤维表面才可能被接枝。而接枝率 Gd 测试
显示较优条件下 FF 接枝率在 71%~75%（表 3）。
30%左右的被接枝区域，接上了>70%的 MA，说明
被接枝的每个葡萄糖结构单元中接枝了不止一个
MA 分子，即除了 C-6 羟基被接枝之外，C-2 和 C-3

图 3 FF、NaOH-FF、MA-FF 和 20-Na 2 CO 3 -MA-FF 的 都可能被接枝，接枝后的葡萄糖单元可能结构式如
XRD 拟合图 下所示。
Fig. 3 XRD patterns of FF, NaOH-FF, MA-FF and 20-
Na 2 CO 3 -MA-FF

拟合后所得纤维结晶度列于表 5。

表 5 各种 FF 的结晶度
Table 5 Crystallinity of FFs
样品

FF NaOH-FF MA-FF 20-Na 2CO 3-MA-FF
结晶度/% 66.7 68.7 75.0 71.8