纤维素和纸浆的无溶剂机械化学酯化用于功能性涂层和薄膜 开放获取

《Green Chemistry》：Solvent-free mechanochemical esterification of cellulose and pulp for functional coatings and filmsOpen Access

　　

木素纤维素类聚合物可通过对生物聚合物进行针对性的化学修饰，为基于化石原料的薄膜和涂层材料提供可再生的替代方案。然而，后者往往依赖于不可持续的反应条件，涉及大量能耗和/或有害溶剂的使用。在本工作中，以微晶纤维素（MCC）作为模型底物，开发了一种资源最小化的老化辅助机械化学酯化策略，并随后将其推广至两类木质纤维素纸浆，展示了其对更复杂木质纤维素材料的适用性。该方法通过纯机械化学方式从MCC获得了高取代度的酯化纤维素，取代度（DS）高达0.7，经后续加速老化步骤后DS可达1.16，并且对纸浆实现了同等或更为有效的取代，具有不同的反应活性谱。所开发的修饰方法相比类似的基于溶剂的系统，工艺质量强度降低了15倍，相比其他机械化学方法将吡啶用量减少了多达7倍，从而提供了安全优势，并且提供了一个修饰木质纤维素底物的范例——其中纤维素、半纤维素和木质素共存，无需预先分级分离。改性材料表现出明显的疏水性和热塑性行为，适用于实际应用，本工作通过在纸基材上生成疏水性单膜和涂层进行了验证。这些结果表明，机械化学酯化是将纤维素和复杂木质纤维素原料转化为增值材料的有效且更可持续的途径。

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? 2026 作者。由英国皇家化学学会出版

2026

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