羧甲基纖維素鈉基復合調濕材料的制備與性能，調濕劑能依靠自身的吸放濕性能改變空氣里的濕度。采用羧甲基纖維素鈉（CMC)為基質，從調濕性能篩選出氯化 鎂和氯化鈣兩種中性無機鹽，采用單因素法確定基質和無機鹽的最佳配比為^(基質）：《(無機鹽)=1 : 1，擠條烘干得調濕劑 A和B。調濕劑A和B在高濕度（70%RH)下有良好的吸濕性能，吸濕量分別達到33%和67%，高于普遍采用的干燥劑硅 膠，5h基本達到放濕平衡。在調濕劑的外面包裹金屬氧化物二氧化錳得復合劑，實驗結果表明對于微量的甲醛具有一定的 吸附效果，在72 h內將初始質量濃度為1 000昭+m-3的甲醛降到216昭+m-3。且實驗表明復合劑仍有較高的吸濕量。
文物的保存對于環境濕度[1-3]的要求十分嚴格， 羧甲基纖維素鈉基復合調濕材料的制備與性能濕度過高或者過低都不利于保存。目前調濕材料有 蒙脫土、特種硅膠、高分子調濕材料和無機鹽類調 濕材料四大類。蒙脫土類調濕材料的濕容量較小； 特種硅膠安全有效，但是在調濕過程中存在著嚴重 的滯后現象；高分子材料通常具有良好的吸水性 能，但由于它的規整導致放濕性能較差；無機鹽類 調濕材料可以通過選擇不同的無機鹽控制不同濕 度，但是容易產生鹽析[2]。復合調濕材料是將不同 類型的調濕材料與其它無機材料經反應或混合后 制得，不僅吸濕速率增大，而且放濕速率也得到很 大的提高。
甲醛是一種常見的室內空氣污染物，具有基因 毒性和致癌性，羧甲基纖維素鈉基復合調濕材料的制備與性能對于博物館中的文物也具有一定危 害[4]。目前對甲醛的治理有臭氧氧化法，吸附法， 光催化氧化法和金屬氧化物法。其中臭氧氧化法和 單一吸附法對甲醛的吸附效率不高，光催化氧化法 需要光照條件，而金屬氧化物法憑借反應條件溫 和、吸附效果好、分解產物無污染（H2O、C〇2) 等特點最具發展前景[5]。
本實驗通過高分子材料復合無機鹽，增大了聚 合物內部離子濃度，加速水分進人聚合物內部，同 時放濕性能得到了改善[6]。利用羧甲基纖維素鈉[7] (CMC)與無機鹽復合可制備調濕劑。在調濕劑的 外層包裹二氧化錳，利用羧甲基纖維素鈉本身的結 構富集甲醛，表層的二氧化錳與甲醛作用[8]，期望 得到一種既能夠控制環境的濕度，又能吸附甲醛[9] 的復合[10]材料。
1實驗部分 1.1試劑及儀器
羧甲基纖維素鈉：上海精化科技研究所；無水 硫酸鈉（氯化鈣，氯化鎂，無水碳酸鈉，氯化鈉） 分析純，上海凌峰化學試劑有限公司；METTLER AE 240高精度電子天平：精度0.000 1 g；恒溫恒濕 箱：上海簡戶儀器設備有限公司；紫外分光光度計 (UV1900PPC):亞研電子；密閉環境箱：0.08 m3， 上海精宏實驗設備有限公司；電熱恒溫鼓風干燥 箱：上海精宏實驗設備有限公司；Testo175H型溫 濕度檢測儀：德國德圖儀器有限公司。
1.2功能材料的制備
調濕劑的制備：將羧甲基纖維素鈉和無機鹽以 一定比例加適量水混合均勻，擠條，100 °c下烘干 成型。
復合劑的制備：將羧甲基纖維素鈉和無機鹽以 一定比例加適量水混合均勻，擠條，加人一定量的 二氧化錳粉末，在包衣機包衣成型，100 c下烘干。 1.3性能測定 1.3.1 吸濕量的測定
參照英國國家標準[11]中分子篩靜態水吸附法 測定調濕劑的吸濕量。精確稱取2 g調濕劑置于恒 溫恒濕箱中，間隔一定時間稱量直至恒質量。
吸濕量義RH=[(OTRH-狗)/(OTx-狗)]x100%
式中：—培養皿質量；mx—培養皿加調濕 劑質量；mRH—平衡后培養皿加調濕劑質量。
1.3.2濕容量的測定
濕谷量 DM=XRH2- IRHI
式中：XRH2—在RH2下調濕劑的吸濕量； XRH1—在RH1下調濕劑的吸濕量。
精確稱取2 g調濕劑在高濕度的恒溫恒 達到吸濕平衡，再放人低濕度的環境里進行 能的測定。
1.3.4調濕劑對濕度變化的響應[12]
精確稱取2 g調濕劑，在70%RH下平 于直徑為150 mm干燥器中，將此干燥器置= 的恒溫槽內，用Testo175H型溫濕度檢測儀 燥器內的溫濕度，待檢測儀記錄的干燥器中 相對濕度平衡后，把該干燥器放人已達設定 恒溫槽內（40 °C)，檢測儀記錄下容器中溫 對濕度變化曲線，兩者都達到平衡后，立刻 有的溫度條件（20 C )，觀察檢測儀記錄的 濕度變化曲線。
1.3.5吸附性能的測定
將市售分析純的甲醛溶液稀釋100倍， 置于0.08 m3密閉環境箱內，將20 g復合劑 散于密封的環境箱內，開啟風扇，使箱子內 發平衡。間隔測定箱子內甲醛的剩余的質量 繪制吸附曲線。同時做相同質量濃度的甲醒 環境箱內的自然衰減曲線。
甲醛的檢測采用酚試劑法[13]。原理是空 甲醛與酚試劑反應生成嗪，羧甲基纖維素鈉基復合調濕材料的制備與性能嗪在酸性溶液中 離子氧化形成藍綠色化合物。
2結果與討論 2.1調濕劑配方的篩選 2.1.1 無機鹽的篩選
從理論上來說，調濕劑的吸水性能與如 的無機鹽所對應的飽和蒸汽壓相關[14]。因此 種吸水基質中添加不同的無機鹽，測試它們 性能。
由表1的數據可以看出，不同的鹽飽和 對應的飽和蒸汽壓與吸濕量密切相關。吸濕 表明調濕劑能吸收的水分就越多。結果表明 氯化鎂和氯化鈣的2種調濕劑的吸濕量相對 濕容量是衡量調濕劑調濕能力的一個很重要的指 標，濕容量越高，表明該調濕劑的調濕能力越強， 在一定的空間范圍內具有更大的緩沖能力，因此較 小的用量就可以調控空間里的濕度。添加氯化鎂和 氯化鈣的兩種調濕劑的濕容量較大，調濕能力較 強。因此采用單因素法考察添加鹽的量對這兩種調 濕劑調濕性能的影響。
2.1.2無機鹽用量的篩選
根據無機鹽篩選的結果，采用單因素法考察鹽 的用量對這兩種調濕劑調濕性能的影響。
從圖1，圖2中可以看出，鹽的質量分數對吸 濕量有著很大的影響，添加的鹽的質量分數越大， 吸濕量也越大，而且在高濕度下的吸濕量遠遠大于 低濕度下的吸濕量。在高濕度和低濕度下都能很快 達到吸濕平衡，在10 h左右已經基本達到飽和，因 此所研制的調濕劑具有高效快速吸濕的特點。
從圖3,圖4中可以看出，在不同濕度下的調 濕劑的放濕速度都比較大，一般5h已經基本上達 到放濕平衡，放濕的幅度隨著鹽的質量分數的增加 而增加。當無機鹽用量太少，調濕材料內部的離子 濃度較低，不能很好地使調濕材料表面的水分進人 調濕材料內部[10]。無機鹽的用量太大對加工工藝有 影響，不易成形且會造成鹽析現象。因此綜合考慮 放濕和吸濕性能，復配的最優比例為m(羧甲基纖維 素鈉）：氯化鈣)=1 : 1，稱為調濕劑A; 羧甲基 纖維素鈉）：氯化鎂)=1 : 1，稱為調濕劑B。
1調濕劑的性能測定
(1)調濕劑對濕度變化的響應?？諝獾臐穸扰c 環境中的溫度相關，當溫度升高則濕度下降。
圖5中D值反應調濕劑在高溫下達到平衡后偏 離原平衡值的值?？瞻兹萜鲀鹊腄值為12%，在調 濕劑A的實驗中D值減小為5°%，在調濕劑B的實 驗中D值減小為9%。實驗結果顯示當濕度降低時 調濕劑表現出放濕功能，使干燥器內的相對濕度保 持平衡。在相對濕度上升時，表現出吸濕功能，系
圖5空白容器內濕度隨著溫度變化的曲線 Fig. 5 The humidity change with temperature in blank vessel
統內相對濕度的穩定依賴于調濕劑。在溫度為20 °C 時，空白容器內的相對濕度在55%左右，當放人在 70%RH下平衡后的調濕劑后密閉容器內的相對濕 度保持在60%左右，可以看出在一定濕度下平衡后 的調濕劑可以控制一定環境內的濕度。
(2)調濕性能與同類產品的比較。調濕性能與
較小，因此利于在高濕度下使用。
2.2.2復合劑的性能測定
(1)吸附性能的測定。調濕劑A、B包裹一定 量二氧化錳得復合劑I、II，利用二氧化錳吸附甲 醛[15-16]，繪制一定時間內復合劑對甲醛的吸附曲線 圖，結果如圖8所示。從圖8中可以看出，復合劑
是有效的。
(2 )吸濕性能的測定。從表3中數據可以看出， 調濕劑復合二氧化錳前后對吸濕量的影響不大，仍 能符合調濕劑的使用要求。
表3復合劑的吸濕量
Table 3 The adsorption of complicated material%
調濕劑種類70%RH50%RH70%~50%RH
復合劑i451827
調濕劑A601941
復合劑II26917
調濕劑B31922
同類產品的比較見表2。結果表明，調濕劑A和調 濕劑B的濕容量都比較大，羧甲基纖維素鈉基復合調濕材料的制備與性能說明這兩種材料對于濕 度的緩沖能力較強。調濕劑A在高濕度的情況下的 吸濕量遠遠高于市場產品ART-SORB，但是在低濕 情況下調濕劑A和調濕劑B的吸濕能力不是很理 想。但是在同樣的濕度下調濕劑A的吸濕量遠遠大 于調濕劑B，而且調濕劑B在低濕度下的吸濕量比
表2調濕劑的性能比較
Table 2 Comparison of different material%
調濕劑70%RH
下的吸
濕量50%RH
下的吸
濕量30%RH
下的吸
濕量70%~50%RH
的濕容量50%~30%RH
的濕容量
調濕劑A601944115
調濕劑B3191229
ART-SORB352315128
2.2.3 結構表征
對調濕劑的內部結構進行了微觀的分析，結果 如圖9和圖10。
圖9和10分別代表調濕劑A，B截面的掃 描電鏡圖（SEM)，放大倍數為200和1000倍。 羧甲基纖維素鈉是纖維素羧甲基醚的鈉鹽，具吸 濕性，是良好的基質。用掃描電鏡觀察經鹽復配 后的調濕劑，證明鹽完全黏附在表面上，而且相互 混合性很好，不存在兩相，說明復配是成功的。且 調濕劑內部有很多孔隙，有利于空氣中水分子進人 調濕劑內部。
3結論
本文以羧甲基纖維素鈉為基質，與無機鹽、金 屬氧化物復合得到兩種既能夠控制環境濕度、又能 吸附甲醛的多功能材料。這2種材料在相對濕度 70%RH時吸濕量分別可以達到45%和26%。20 g 的2種功能材料經過72 h的吸附可以使0.08 m3密 閉環境箱內初始質量濃度為1000昭_m-3的甲醛分
圖9調濕劑A的掃描電鏡 Fig. 9 SEM of humidity controlling material A
圖10調濕劑B的掃描電鏡 Fig. 10 SEM of humidity controlling material B
別降到216昭.m-3和243昭.m-3。這兩種材料使用 方便安全，羧甲基纖維素鈉基復合調濕材料的制備與性能同時具備在高濕度下吸濕和低濕度下放 濕的性能；對于甲醛又有一定的吸附功能，適合文 物和藝術品的保存，具有較好的應用前景。但是在 低濕情況下吸濕量偏小，還有待于進一步改善。
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