用离子液体表征纤维素的分子量

用离子液体表征纤维素的分子量

纤维素，1,4-β-葡聚糖，大量存在于各种植物的细胞壁中，是植物最重要的骨骼成分。纤维素作为取之不尽、用之不竭的生物聚合物，已被认为是未来化工领域具有发展前景和可持续性的原料。此外，纤维素还具有极强的可逆性、完全的生物降解性、优异的生物相容性、高的力学性能和结构可设计性等优点。

纤维素基材料已广泛应用于人类社会的各个领域，如纺织、食品、医药、造纸、工程材料、生物燃料和复合材料等。由于纤维素是一种多分散聚合物，纤维素基材料的分子量和多分散指数(PDI)对其力学性能、结晶性能、流变性能等性能影响很大。例如，再生纤维素纤维的抗拉强度与纤维素的分子量呈正相关。此外，高聚合度(DP)的纤维素链在拉伸过程中更容易形成定向结构，进一步提高了纤维素纤维的力学性能。

此外，PDI对纤维素纤维的可纺性和拉伸性能也有明显的影响。如图1c所示，以高分子量纤维素(DP > 2000)占比大于20%，中间PDI为3.4的纤维素为原料，得到的纤维素溶液具有较好的可纺性，得到的纤维素纤维具有较高的力学性能。

因此，确定纤维素的分子量参数对于纤维素基材料的设计和应用至关重要。开发能够准确测量纤维素分子量参数的有效方法，不仅是纤维素结构表征的迫切需要，也是理解纤维素基材料结构与性能关系的基础。

纤维素分子量参数的表征是纤维素材料设计和应用的基础和必要条件。目前，确定纤维素分子量的标准化方案尚未形成。纤维素纤维的出现为开发新的纤维素表征方法带来了机遇，如新的粘度法、直接GPC法和衍生化GPC法。与传统的CED法相比，以ILs为溶剂的粘度法具有溶解速度快、温和、纤维素降解小、稳定性高、溶液透明无色等优点。直接GPC法和衍生化GPC法以il为洗脱液或反应介质，具有检测过程快、适应性广、操作方便等特点。因此，ILs在纤维素分子量表征技术中显示出巨大的潜力，必将促进纤维素科学的发展。