纤维素被称为植物骨架的重要组成部分,是自然界中最广泛的可再生资源。近年来,随着石油等能源价格的飞速攀升以及可持续发展的迫切需要,生物可降解和环境友好型的纤维素材料已经成为人们研究开发的重要课题。纤维素本身的结构特性决定了它不能在溶解于一般有机、无机溶剂中,并且耐化学腐蚀性、强度都比较差,这对其加工和使用极为不利,因此需进行化学改性。纤维素的接枝化反应一直是人们研究的热点。它能够使得纤维素经过一系列的化学改性反应,制取不同用途的功能高分子材料,引入不同性能的支链聚合物,在纤维素材料固有优点的基础上,得到具有纤维素底物和支链聚合物双重性能的功能材料,从而极大地拓宽了纤维素材料的应用范围。本文以过硫酸铵和过硫酸钾为引发剂,在碱性环境下,制备了接枝共聚己内酰胺的纤维素材料。采用红外光谱仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、热重分析仪和万能电子试验机,对接枝共聚物的分子结构、表观形貌、结晶性、热稳定性和力学性能进行了测试和表征。通过单因素实验重点考察了单体用量、引发剂浓度、反应温度和反应时间等对接枝共聚物接枝率的影响。阐述了接枝共聚的反应机理。主要结论如下：(1)氢氧化钠/尿素/硫脲溶剂体系对纤维素具有良好的溶解性能,其最佳组成是:m(氢氧化钠):m(硫脲):m(尿素):m(水)=4:4:4:38.5,该溶剂体系的最佳预冷温度为-10℃。经NaOH、尿素、硫脲、水体系溶解后,纤维素晶型由纤维素Ⅰ晶型渐变为纤维素Ⅱ晶型,增大了晶面间距,使纤维素容易为反应试剂所及。(2)以3 g纤维素为原料,当单体与原料质量比为1:1、引发剂浓度为0.2mol/L、反应温度30℃、反应时间75min时,己内酰胺接枝率最高可达57.6%。由XRD衍射分析可知,接枝反应发生在纤维素的无定形区,没有破坏原纤维素的结晶结构。(3)随着接枝率的增加,共聚物的拉伸强度增大,断裂伸长率降低。当接枝率达到57.6%时,共聚物拉伸强度高达0.84MPa,但断裂伸长率仅为5.5%。接枝共聚物断裂为韧性断裂,在断裂前能够吸收大量的能量。