利用黃麻制備高粘度高醚化度的羧甲基纖維素鈉的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及利用黃麻制備高粘度高酸化度的簇甲基纖維 素鋼下也用NaCMC簡寫）的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 簇甲基纖維素鋼的水溶液具有增稠、粘結(jié)、成膜、保持水分、乳化及懸浮等作用，廣 泛應用于食品、陶瓷、石油鉆井、醫(yī)藥、印染、化妝品等領(lǐng)域。目前，雖然市場上簇甲基纖維素 鋼的種類已超過250種，但其采用的原材料一一纖維素，主要取于纖維素含量高、加工工藝 較為簡單的木材和棉花。近年來，樹木砍伐的限制與棉花產(chǎn)量的緩慢增長，使精制級纖維素 價格居高不下，而簇甲基纖維素鋼的價格幾十年來不升反降。因此，尋求價格低廉的制備原 料已成為簇甲基纖維素鋼工業(yè)發(fā)展的熱點。
[0003] 再者W前的簇甲基纖維素鋼具有高的粘彈性，運在上述廣泛的領(lǐng)域是極寶貴的性 質(zhì)；但在一些領(lǐng)域是負面的因子，如印花用糊料。雖然降低化CMC的酸化度能夠降低粘彈 性、降低曳絲性，但酸化度做成0.4W下，會變成水不溶，透明度很差，游離纖維很多。無法 使用。
[0004] 黃麻是一種資源豐富、價格低廉(約1500元/噸）的天然可再生纖維素纖維。與 棉、亞麻等常規(guī)紡織用植物纖維相比，黃麻纖維剛度大，手感粗硬，單纖維較短(僅幾毫米)， 抱合力和可紡性差，而且精細化難度較大，所W黃麻纖維主要用于制作低附加值的麻袋、麻 繩、包裝材料等產(chǎn)品。但黃麻纖維素含量(約58~65%)較植物賴桿、花生殼、甘薦渣等廢棄物 高；黃麻的聚合度介于精制棉和木漿巧之間，是一種極具潛能的纖維素提取資源。
[0005] 廣西化纖研究所潘燕如等人采用黃紅麻絨為原料制備了簇甲基纖維素，在纖維素 提取過程中采用了不環(huán)保的次氯酸鋼進行漂白。雖然雙氧水漂白具有環(huán)保性，但是上述兩 種漂白劑對纖維素的聚合度影響都較大，而且脫木素效果較差，從而影響后續(xù)產(chǎn)品一一簇 甲基纖維素鋼的品質(zhì)。他們的產(chǎn)品品質(zhì)主要表現(xiàn)在當酸化度0. 61時，1%粘度才15mPa.S; 酸化度0. 82時，1%粘度才6. 4mPa.S;實屬低粘低檔次產(chǎn)品。使用領(lǐng)域和經(jīng)濟性受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種利用黃麻制備高粘度高酸化度的簇甲基纖維素鋼的 方法。W資源豐富、價格低廉的嫗制過的黃麻及其粗制品的廢棄物為原料，不用含氯氧化劑 漂白，而通過綠色分離與提純技術(shù)制備較高聚合度的麻纖維素。再W低倍乙醇為介質(zhì)，在堿 存在下、氮氣保護下，W氯乙酸為酸化劑與堿纖維素作用制備高粘度高酸化度的簇甲基纖 維素鋼。本發(fā)明工藝流楊、易控制，所用化學助劑均為環(huán)保性助劑，制備的簇甲基纖維素鋼 不僅粘度高、酸化度高，而且黃麻初皮纖維素制作的簇甲基纖維素鋼比精制棉或木漿制作 的簇甲基纖維素鋼的成糊性好、粘彈性小、曳絲短、成本低，更適合作印花糊料用。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案： 利用黃麻制備高粘度高酸化度的簇甲基纖維素鋼的方法，工藝過程為：黃麻預處理一 常壓復合劑堿處理一漂白一烘干一精制級黃麻纖維素一堿化(堿化）纖維素一加酸化劑氯 乙酸一分段加料一梯形升溫一酸化結(jié)束一中和洗涂、干燥、粉碎、過篩得到產(chǎn)品，其特征在 于方法步驟如下： 1黃麻預處理；將經(jīng)過嫗制敲打過的黃麻纖維切成10-20cm長，并將其開松； 2常壓復合劑堿處理；在l-5min，依次加入15-30g/L的氨氧化鋼、5-lOg/L的硫化鋼或 亞硫酸鋼、l-3g/L的滲透劑JFC，重量浴比為1:10-20,W2-5°C/min升溫至90-100。保 溫60-120min，水洗，酸洗至中性，水洗，脫水； 3漂白；重量浴比為1:10-20,加入5-20g/L的過氧化劑、2-5g/L的乙二胺四乙酸二鋼、l-3g/L的滲透劑JFC、3-6g/L的純堿，W1-3°C/min升溫至 60-80°C，保溫 30-90min，水洗， 脫水； 4制后的黃麻麻絨烘干，經(jīng)過漂白、水洗、脫水后的黃麻麻絨，采用氣流烘干，烘干溫度 在低于115°C下運行。獲得可用于制造簇甲基纖維素鋼的黃麻纖維素； 5堿化黃麻纖維素，采用低溫堿化來堿化纖維素，W低倍量乙醇為介質(zhì)，在捏合機中， 二次加堿，乙醇用量是麻絨的1-5倍，第一次堿化時，麻絨與堿的摩爾比是1:1. 9-2. 5堿化 60min;二次堿的用量是：麻纖與堿的摩爾比為1:0. 1-1. 4,得到黃麻堿纖維素； 6酸化反應；把酸化劑氯乙酸的乙醇溶液與黃麻堿纖維素進行混合，溫度控制在20°C W下，氯乙酸，黃麻堿纖維素的摩爾比是1. 40-1. 70,再補加第二次堿，麻絨與二次堿的 摩爾比是1:0. 10-1. 40,溫度小于30°C，分段升溫需30-40min，最后在75-80°C進行酸化反 應，時間35-90min，酸化反應結(jié)束后，經(jīng)中和、洗涂、干燥粉碎得到簇甲基纖維素鋼。
[0008] 作為優(yōu)選，首先要經(jīng)過步驟2中的堿處理和步驟3中的漂白處理去除黃麻絨中木 質(zhì)素和半纖維素，又要其精制纖維素的聚合度大于1300,再將纖維素在少解聚的條件下制 備高粘型高酸化的簇甲基纖維素。
[0009] 作為優(yōu)選，將纖維素在少解聚的條件下制備高粘型高酸化的簇甲基纖維素具體包 括W下步驟： 1在低溫水冷卻下，把氨氧化鋼水溶液和乙醇水溶液攬拌混合，得到15°c的醇-堿混合 液體；將聚合度大于1300的精制過的麻絨纖維素撕碎后與低溫醇-堿混合液投入捏合機 中，對麻纖維素進行堿化，第一次堿化時，麻纖與堿的摩爾比1:1. 9-2. 5;乙醇用量是麻纖 的1-5倍；排除氧氣，充入氮氣，在低溫下，進行堿化，堿化纖維素； 2堿化結(jié)束后，加入酸化劑，酸化劑是氯乙酸，加入酸化劑溫度控制在25°CW下； 3酸化劑加完后，第二次堿化，堿可為固態(tài)或為45-50%的氨氧化鋼水溶液，堿的用量 為：麻纖與堿的摩爾比為1:0. 1-1. 4,溫度小于30°C; 4二次堿加完后，升溫到75-80°C，進行酸化反應，時間35-90min; 5酸化反應結(jié)束后，經(jīng)中和、洗涂、干燥、粉碎，得到簇甲基纖維素鋼。
[0010] 作為優(yōu)選，步驟2黃麻堿處理中，使用了去除木質(zhì)素的助劑亞硫酸鋼。
[0011] 作為優(yōu)選，步驟3漂白處理中，使用了過氧醋酸。
[0012] 作為優(yōu)選于，步驟4精制后的黃麻麻絨烘干中，采用了二段烘干，一段溫度在60°C 左右，二段在l〇5-120°C。
[001引作為優(yōu)選，步驟5堿化黃麻纖維素，堿化溫度為15°C左右，乙醇濃度為92%-93%，液 堿濃度為48%-500/0。
[0014] 作為優(yōu)選，步驟6酸化反應中，94%乙醇溶液中的酸化劑氯乙酸的濃度為75%，加入 時間為20-45min。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是： 1.W資源豐富、價格低廉的黃麻為原料，通過綠色分離和提純技術(shù)了制備了聚合度較 高的黃麻麻絨纖維素；進一步采取了減少對大分子降解的措施，制備了高粘度高酸化度的 簇甲基纖維素鋼。
[0016] 2.本發(fā)明制備的黃麻簇甲基纖維素鋼，其酸化度為0. 96-1. 03,1%水溶液的粘度 400mPa.S〇
[0017] 3.本發(fā)明制備的黃麻簇甲基纖維素鋼，2. 5%水溶液粘度大于10000mPa.S;PVI印 染指數(shù)>0.50,流動性良好。
[0018] 4.本發(fā)明制備的黃麻簇甲基纖維素鋼，與棉纖維素和木纖維素制備的簇甲基纖維 素鋼相比，粘彈性和曳絲性小，特別適用于印花糊料。
【具體實施方式】
[0019] 利用黃麻制備高粘度高酸化度的簇甲基纖維素鋼的方法，工藝過程為：黃麻預處 理一常壓復合劑堿處理一漂白一烘干一精制級黃麻纖維素一堿化(堿化）纖維素一加酸化 劑氯乙酸一分段加料一梯形升溫一酸化結(jié)束一中和洗涂、干燥、粉碎、過篩得到產(chǎn)品，其特 征在于方法步驟如下：1黃麻預處理；將經(jīng)過嫗制敲打過的黃麻纖維切成10-20cm長，并將 其開松；2常壓復合劑堿處理；在l-5min，依次加入15-30g/L的氨氧化鋼、5-lOg/L的硫化 鋼或亞硫酸鋼、l-3g/L的滲透劑JFC，重量浴比為1:10-20,W2-5°C/min升溫至90-100°C， 保溫60-120min，水洗，酸洗至中性，水洗，脫水；3漂白；重量浴比為1:10-20,加入5-20g/L 的過氧化劑、2-5g/L的乙二胺四乙酸二鋼、l-3g/L的滲透劑JFC、3-6g/L的純堿，W1-3°C/ min升溫至60-80°C，保溫30-90min，水洗，脫水；4制后的黃麻麻絨烘干，經(jīng)過漂白、水洗、脫 水后的黃麻麻絨，采用氣流烘干，烘干溫度在低于115°C下運行。獲得可用于制造簇甲基纖 維素鋼的黃麻纖維素；5堿化黃麻纖維素，采用低溫堿化來堿化纖維素，W低倍量乙醇為介 質(zhì)，在捏合機中，二次加堿，乙醇用量是麻絨的1-5倍，第一次堿化時，麻絨與堿的摩爾比是 1:1. 9-2. 5堿化60min;二次堿的用量是：麻纖與堿的摩爾比為1:0. 1-1. 4,得到黃麻堿纖 維素；6酸化反應；把酸化劑氯乙酸的乙醇溶液與黃麻堿纖維素進行混合，溫度控制在20°C W下，氯乙酸，黃麻堿纖維素的摩爾比是1. 40-1. 70,再補加第二次堿，麻絨與二次堿的 摩爾比是1:0. 10-1. 40,溫度小于30°C，分段升溫需30-40min，最后在75-80°C進行酸化反 應，時間35-90min，酸化反應結(jié)束后，經(jīng)中和、洗涂、干燥粉碎得到簇甲基纖維素鋼。首先要 經(jīng)過步驟2中的堿處理和步驟3中的漂白處理去除黃麻絨中木質(zhì)素和半纖維素，又要其精 制纖維素的聚合度大于1300,再將纖維素在少解聚的條件下制備高粘型高酸化的簇甲基纖 維素。將纖維素在少解聚的條件下制備高粘型高酸化的簇甲基纖維素具體包括W下步驟：1 在低溫水冷卻下，把氨氧化鋼水溶液和乙醇水溶液攬拌混合，得到15°C的醇-堿混合液體； 將聚合度大于1300的精制過的麻絨纖維素撕碎后與低溫醇-堿混合液投入捏合機中，對 麻纖維素進行堿化，第一次堿化時，麻纖與堿的摩爾比1:1. 9-2. 5;乙醇用量是麻纖的1-5 倍；排除氧氣，充入氮氣，在低溫下，進行堿化，堿化纖維素；2堿化結(jié)束后，加入酸化劑，酸 化劑是氯乙酸，加入酸化劑溫度控制在25°CW下；3酸化劑加完后，第二次堿化，堿可為固 態(tài)或為45-50%的氨氧化鋼水溶液，堿的用量為：麻纖與堿的摩爾比為1:0. 1-1. 4,溫度小于 30°C;4二次堿加完后，升溫到75-80°C，進行酸化反應，時間35-90min;5酸化反應結(jié)束后， 經(jīng)中和、洗涂、干燥、粉碎，得到簇甲基纖維素鋼