玉米淀粉糖/乙醇超细纤维材料形成原理探讨

□刘福红 丁 艳 张丽萍 李秋玉

（吉林工商学院基础部 吉林 长春 130507）

玉米淀粉糖/乙醇超细纤维材料形成原理探讨

□刘福红 丁 艳 张丽萍 李秋玉

（吉林工商学院基础部 吉林 长春 130507）

首先制备玉米淀粉糖和乙醇的纺丝液，然后利用静电纺丝的方法，制备超细纤维材料，将超细纤维材料通过扫描电镜处理，获得了超细纤维的外部形貌，利用红外光谱、X-射线粉末衍射测试分析，推测了超细纤维的结构，进行对比总结，得出玉米淀粉糖/乙醇超细纤维材料的形成原理。

玉米淀粉糖；乙醇；超细纤维；形成原理

采用无毒无害的玉米淀粉糖和乙醇作为反应物，制备纺丝液，然后利用电纺的方法，成功制备了玉米淀粉糖/乙醇纤维。然后对纤维经过热处理，利用扫描电镜获得超细纤维的外部形貌，接着把纤维的成分进行红外光谱的分析，X-射线粉末衍射的分析等测试手段进行分析，对超细纤维的形成机理进行推测分析，初步得到玉米粉糖/乙醇超细纤维形成的原理。

1 超细纤维形成原理推测

1.1 玉米淀粉糖的成分特点

玉米淀粉糖含有葡萄糖和果糖的成分高达95%以上，葡萄糖与果糖互为同分异构体，葡萄糖是一种多羟基醛(醛糖)，果糖是一种多羟基酮(酮糖)，醛基、酮基和羟基都是活泼基团，在一定条件下可以发生化学反应。

1.2 乙醇的物理性质

乙醇是一类非常好的溶剂，跟水能够以任意比例互相混溶，乙醇能够溶解很多种的无机物或者有机物。乙醇还有很重要的结构特点，乙醇分子中含有活泼的羟基，所以乙醇能够和乙醇分子本身或其它物质分子形成氢键，也是因为有氢键的存在，乙醇具有很大的粘度，

1.3 乙醇的结构特点

乙醇分子具有sp3杂化轨道，其中的碳原子和氧原子的杂化方式都是sp3杂化，乙醇是属于有极性的分子。从分子结构上分析，乙醇可以看成两部分基团：乙基和羟基，一种看成是乙烷的羟基衍生物，另一种是看成水分子的乙基衍生物。

羟基是乙醇的特征官能团，性质非常活泼，它决定和影响着乙醇的主要化学性质。乙醇分子中比较容易断裂的键是碳氧键和氢氧键，更重要的是氧氢键发生了极化，因此当发生电离时，它的产物是烷氧基负离子和质子，因此乙醇的化学性质非常活泼，容易发生化学反应。

1.4 超细纤维形成的原理推测

玉米淀粉糖中的主要成分除了果糖，还有大量的葡萄糖，葡萄糖是一种己醛糖，因此葡萄糖分子中含有特征官能团羰基，葡萄糖中的羰基能和乙醇中的羟基发生化学反应—醇醛缩合反应，初步推测出了超细纤维形成的主要原理所在。在具体的实验过程中，我们可以依据物质的结构特点，调控发生化学反应的不同条件，制备纤维材料。

2 通过实验结果分析对比

2.1 红外光谱分析

通过分析超细纤维的红外光谱发现：C=O键的特征峰出现非常明显的减弱倾向，同时C-O-C的特征伸缩振动峰出现明显的增强现象，因此，可以初步推测，峰位发生明显的变化，主要原因就是乙醇分子与玉米淀粉糖中的葡萄糖发生了化学反应，生成了典型的缩醛式化合物。并且我们还发现了C-O-C的特征伸缩振动吸收峰，这些是归属于缩醛的特征吸收峰。进一步验证了以上的推测。

2.2 X-射线粉末衍射分析

通过分析超细纤维的X-射线粉末衍射发现：在图谱中有明显的两个衍射峰存在，并且，通过分析实验结果发现，增加乙醇的含量，峰位会发生明显的偏移，更重要的是峰强增强，峰宽变窄，这些现象都能说明发生了化学反应，玉米淀粉糖和乙醇分子间不是二者单纯的机械，而是发生了相互作用。这些结论与分析红外光谱所得的结果是相符合的，它们之间确实发生了化学反应。

结束语

利用静电纺丝的方法成制备了玉米淀粉糖/乙醇的超细纤维材料，然后将超细纤维通过扫描电镜处理，获得纤维的外部形貌，根据玉米淀粉糖和乙醇的结构特点，初步推测了形成纤维的原理，后经过实验的测定验证分析，可以初步判断我们的推测是成立的。依据该过程的推测，我们还可以找到其它的物质，制备玉米淀粉糖的超细纤维材料。

1004-7026（2017）16-0072-01

O6-1

A

10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.16.048

吉林省教育厅科学技术研究资助项目（吉教科合字[2013]第398号）。

刘福红（1977-），女，博士，副教授，研究方向：可生物降解聚合物材料。