背景及概述[1][2]
纤维素衍生物是以纤维素高分子中的羟基与化学试剂发生酯化或醚化反应后的生成物，其具有优良的水溶解性、表面活性、稳定胶体、生态和生物相容等性质，能起到分散、乳化、增稠、粘合、成膜和保水等作用，其应用范围涵盖了从一般民用、工业及至新材料等众多技术领域，且处于不断拓展过程中，是十分重要的精细功能高分子材料。
阳离子纤维素是实现纤维素功能化应用的重要技术内容之一。纤维素通过阳离子反应过程，可以获得优异或特殊的水溶、抗菌、抗静电、pH稳定和絮凝等性能，因此能够广泛应用于日化、纺织、造纸和采油等技术领域，也在新型抗菌和抗静电材料、药用辅料及载体材料和基因转染材料等新兴技术领域有巨大的应用潜力。
应用[3]
阳离子纤维素是一种天然高聚物，是阳离子高聚物家族中最重要的代表之一，由于其表面带有大量的正电荷，能与各种形式存在的阴离子发生反应，因此广泛应用在造纸、日用、印染、废水处理、纺织、空气净化等领域。
制备[2]
目前，阳离子纤维素的制备方法有很多，主要包括水溶剂法、有机溶剂法、一般干法和微波干法等。其中，水溶剂法虽然反应条件温和，生产设备简单，但其反应时间长，效率低，必须增加化学试剂如催化剂、抗凝胶剂等，因此后处理时，需用大量溶剂洗涤以除去这些盐类，造成纤维素流失和严重的废水污染；有机溶剂法虽然反应效率高，操作简便，反应条件温和，但需使用大量昂贵的有机溶剂，因而反应设备庞大，成本高，不安全；一般干法虽然效率高，产率可达90-100％，无废水，适用于制备高取代度的产品，但是反应不均一，对反应设备要求高；微波干法具有技术新颖、工艺简单、制备周期短、效率高、能耗低、自动化程度高等特点。
方法一：
以天然棉短绒纤维为原料制备高取代度的阳离子纤维素，操作步骤具体如下：
(1)活化：常温常压下将纤维素与异丙醇I混合，搅拌使得纤维素分散均匀后，接着加入质量分数为30％的氢氧化钠水溶液和辅助活化剂硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)，按照表1中第7栏的预处理条件进行活化反应，得到液体A；
(2)阳离子化反应：在液体A中加入异丙醇II和阳离子醚化剂(3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，CTA，质量分数为50％的水溶液)，按照表1中第7栏的反应条件进行阳离子化反应，得到液体B；
(3)后处理：将液体B冷却至室温，过滤洗涤干燥后，得到阳离子纤维素。
(4)检测：按照GB/T22427.10-2008规定的方法测定氮的质量百分含量WN(％)，按照下面公式计算的阳离子纤维素的取代度。
DS＝(162×WN)/(14-151.5×WN)(1)
式中：162为纤维素结构单元的相对分子质量；151.5为醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵接枝到纤维素大分子结构单元上的相对分子质量。
方法二：
将杨木纤维素原料风干备用，测其水分为8％，取10g绝干纤维素置于频率为8KHZ、放电功率为60W、电极尺寸为10000mm2、两电极间隙为55mm的等离子体反应腔中进行低温等离子体处理，等离子体处理条件为处理电压200V，真空度1400Pa，放电时间为240s。
按醚化剂与纤维素的质量比为0.8∶1的比例取阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵8g与5mL含有1.6gNaOH的水溶液混合，迅速将混合物以喷雾的方式喷洒到经低温等离子体处理过的纤维素原料上，充分搅拌混匀，放置10分钟，同样的方法制备4份样品，分别放入微波反应器中，在微波反应功率为100～400W的反应条件下，反应10min，取出粗产品用80％的乙醇搅拌浸泡1h，用体积浓度为80％的乙醇和水洗涤抽滤至PH为7，在60℃条件下干燥6h，制得阳离子纤维素，放入密封袋置于干燥器中。
主要参考资料
[1] 薛虹宇, 韦异, & 高丽亚. (2006). 阳离子纤维素在化妆品中的应用及其性能评价. 中国化妆品学术研讨会.
[2] 戴军. (1995). 阳离子纤维素的制备及功能. 上海化工(1), 20-23.
[3] 张光华, 解攀, & 徐晓凤. (2008). 阳离子纤维素抗菌薄膜材料的制备及性能研究. 塑料, 37(5), 17-19.