一種改性半纖維素及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種制備改性半纖維素的方法，包括（1）半纖維素的預(yù)處理：將1質(zhì)量份的半纖維素置于三口燒瓶中，在10-60質(zhì)量份的30-80℃去離子水中預(yù)熱解20-60min，然后冷卻到室溫；（2）半纖維素的堿化：加入半纖維素質(zhì)量5-30%的NaOH，堿化10-60min；（3）改性產(chǎn)品的制備：加入無(wú)水乙醇，其用量為：無(wú)水乙醇：步驟（1）中使用的去離子水的體積比=10-100∶10-60，將體系升溫至30-90℃，加入季銨鹽類物質(zhì)和酰胺類物質(zhì)各1-20質(zhì)量份，并補(bǔ)充5-20質(zhì)量份的去離子水，反應(yīng)1-9h后，冷卻至室溫；（4）改性產(chǎn)品的處理：用鹽酸調(diào)節(jié)至pH值5～6，沉淀，洗滌，抽濾后干燥。
【專利說(shuō)明】一種改性半纖維素及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種改性半纖維素及其制備方法，特別是涉及改性木聚糖類半纖維素及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界范圍內(nèi)石油和煤炭等不可再生資源的急劇減少及其大量使用而導(dǎo)致的一系列日益突出的環(huán)境問(wèn)題如溫室效應(yīng)、酸雨等，利用可再生資源開(kāi)發(fā)新能源、可降解材料替代石油材料已成為研究熱點(diǎn)。農(nóng)林植物資源的轉(zhuǎn)化是可再生資源開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要分枝。
[0003]農(nóng)林植物纖維原料資源中主要化學(xué)成分為纖維素、半纖維素和木素，其中纖維素含量位居第一位，木素和半纖維素次之。對(duì)農(nóng)林廢棄物中半纖維素的研究已成為研究熱點(diǎn)。半纖維素具有獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)，比如具有分枝和無(wú)定形組成的不同類型的單糖(雜多糖)以及具有不同類型的官能團(tuán)(例如羥基、乙?；?、羧基、甲氧基等)。與纖維素和淀粉相比，由于這些不同類型的聚糖具有不同的官能團(tuán)，在具備較活潑和復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)行為的同時(shí)也使其利用受到了限制。但這些限制能夠通過(guò)改性來(lái)克服，比如通過(guò)部分水解、氧化、還原、醚化或酯化及交聯(lián)反應(yīng)使其具備更好的應(yīng)用特性。為此新型半纖維素的制備將大大推進(jìn)半纖維素在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，對(duì)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境將會(huì)有重大的影響。
[0004]在造紙工業(yè)中，隨著纖維原料的改變和更多功能化學(xué)藥品的添加，造紙?bào)w系中會(huì)引人大量新的干擾物質(zhì)和有害物質(zhì)，使?jié)癫扛蓴_性物質(zhì)復(fù)雜化，干擾物包括紙機(jī)濕部所有溶解的陰離子聚合物低聚物或高聚物和膠體的陰離子物質(zhì)，通常被人們稱為陰離子垃圾。這些陰離子垃圾是親水性的，帶有較高電荷和較高分子質(zhì)量的陰離子物質(zhì)，它們會(huì)和造紙濕部的陽(yáng)離子助劑發(fā)生反應(yīng) ，大大削弱了其助劑本身的效果，嚴(yán)重影響成紙質(zhì)量和紙機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種具有高陽(yáng)離子電荷密度的改性半纖維素作為陰離子垃圾捕集劑，以保證陽(yáng)離子助劑的效果。本發(fā)明的目的還在于提供一種制備該改性半纖維素的方法。
[0006]本發(fā)明的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0007]一種制備改性半纖維素的方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0008](I)半纖維素的預(yù)處理:將I質(zhì)量份的半纖維素置于三口燒瓶中，在10-60質(zhì)量份的30-80°C去離子水中預(yù)熱解20-60min，然后冷卻到室溫(未經(jīng)該預(yù)處理的半纖維素很難直接和改性劑反應(yīng));
[0009](2)半纖維素的堿化:加入半纖維素質(zhì)量5-30%的NaOH，堿化10_60min ；
[0010](3)改性產(chǎn)品的制備:加入無(wú)水乙醇(用于保護(hù)半纖維素在反應(yīng)過(guò)程中過(guò)度分解)，其用量為:無(wú)水乙醇與步驟(I)中使用的去離子水的體積比=10-100:10-60，將體系升溫至30-900C，加入改性劑a:季銨鹽類物質(zhì)1-20質(zhì)量份和改性劑b:酰胺類物質(zhì)1_20質(zhì)量份，并補(bǔ)充5-20質(zhì)量份的去離子水,使反應(yīng)體系中醇水體積比為I~8:1，反應(yīng)l_9h后,冷卻至
室溫；
[0011](4)改性產(chǎn)品的處理:用鹽酸調(diào)節(jié)至pH值5~6，沉淀，洗滌，抽濾后干燥。
[0012]其中，半纖維素優(yōu)選木聚糖類半纖維素。
[0013]步驟(I) - (3)優(yōu)選均在攪拌條件下進(jìn)行,攪拌速度優(yōu)選10-500r/min。
[0014]本發(fā)明的改性半纖維素是通過(guò)上述方法得到的改性半纖維素。
[0015]本發(fā)明的原理:半纖維素中有很多羥基，這些羥基可與改性劑發(fā)生反應(yīng)，從而生成
新的改性產(chǎn)物。以木聚糖半纖維素為例，其反應(yīng)過(guò)程如下所示(R為源自改性劑的基團(tuán)):
[0016]
【權(quán)利要求】
1.一種制備改性半纖維素的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)半纖維素的預(yù)處理:將I質(zhì)量份的半纖維素置于三口燒瓶中，在10-60質(zhì)量份的30-80°C去離子水中預(yù)熱解20-60min，然后冷卻到室溫； (2)半纖維素的堿化:加入半纖維素質(zhì)量5-30%的NaOHJJHt10_60min ； (3)改性產(chǎn)品的制備:加入無(wú)水乙醇，其用量為:無(wú)水乙醇與步驟(I)中使用的去離子水的體積比=10-100:10-60，將體系升溫至30-90°C，加入改性劑a:季銨鹽類物質(zhì)1_20質(zhì)量份和改性劑b:酰胺類物質(zhì)1-20質(zhì)量份，并補(bǔ)充5-20質(zhì)量份的去離子水，使反應(yīng)體系中醇水體積比為I~8:1，反應(yīng)l_9h后,冷卻至室溫； (4)改性產(chǎn)品的處理:用鹽酸調(diào)節(jié)至pH值5~6，沉淀，洗滌，抽濾后干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述半纖維素為木聚糖類半纖維素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)-(3)均在攪拌條件下進(jìn)行，攪拌速度為10_500r/min。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1.-3任意一項(xiàng)所述方法得到的改性半纖維素。
【文檔編號(hào)】C08B37/14GK103467626SQ201310391060
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】李海明, 周景輝, 郭延柱, 陳小紅 申請(qǐng)人:大連工業(yè)大學(xué)