[發明專利]一種片狀微晶纖維素的制備和改性處理方法

無效

• 申請號: 200710095908.5
• 申請日: 2007-03-27
• 公開（公告）號: CN101070352A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: 高善民;黃百勇;鄧金慧;王玉寶;胡玉才;徐彥賓
• 申請（專利權）人: 魯東大學;山東正裕科技有限公司
• 主分類號: C08B15/02
• 分類號: C08B15/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及片狀微晶纖維素的制備和表面改性處理方法，改性后的片狀微晶纖維素可在非水溶劑中分散，屬于化學工業類。

背景技術

隨著社會的發展，人類正面臨著資源消耗過度、環境污染加劇的困境。積極尋找可再生資源，采用綠色化學工藝、減少環境污染是人類社會可持續發展的必然選擇。纖維素是自然界豐富的生物質可再生資源，是工業造紙、棉紡織等工業的副產品，目前回收利用率不高，大部分隨廢水排放，既污染環境，又浪費資源。在世界石油、煤炭以及天然氣資源日益枯竭的今天，使用綠色環保、來源廣泛的纖維素作為化工原料和中間體成為全球研究的熱點。工業纖維素的資源化利用具有重大的經濟、社會與環境效益，而技術創新是保證實現工業纖維素資源生態化利用最重要的條件。

纖維素是一種廉價的可再生多糖并較難溶解的天然物質，不溶于鹽酸、硫酸及氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉等無機強酸、堿水溶液中，而僅呈溶脹現象。但由于纖維素的結構特點，表面存在大量羥基，活性高和化學性質活潑，具有廣泛的應用前景，可用作食品、醫藥、化工等領域的填充材料和原料。

微晶纖維素是經過水解處理天然纖維素得到的一種結晶度較高的多糖類物質，由于具有多方面的功能和優良性能，現已廣泛應用于食品、化妝品、醫藥以及合成革生產中。如用于制藥工業的壓片賦形劑，由于粘合性好，可以直接壓片，簡化了工藝流程，提高了生產效率；在食品工業中，因其為天然物料，無毒、無味、不影響原來食品色、形、味的特點，可用作乳液和發泡穩定劑、非營養性填充物、增粘劑、分散劑、保形劑和冰晶防止劑等；在化妝品行業中用于生產膏狀或乳狀化妝品；在合成革生產中，可作為增粘劑和微孔劑。此外微晶纖維素還可以用作碳素復寫紙、地毯清洗劑、塑料和橡膠的填充劑、化工助濾劑、電焊條助燃劑和多種化學試劑。

常用的微晶纖維素的制造方法是將天然纖維素用酸水解至極限聚合度，再經中和、漂白、洗滌、干燥、粉碎、過篩；或是將天然纖維素用粉碎機直接粉碎過篩；或是先用稀酸水解，再用粉碎機粉碎、過篩得到微晶纖維素。但微晶纖維素表面存在的大量羥基使得粒子之間易發生團聚，導致其分散性較差，且其強親水性也限制了在諸多領域的應用。為了獲得良好的分散性和與不同體系的相容性，同時又不破壞微晶纖維素本身所具有的優良的物理化學性能，必須對其進行表面改性，但在改性的同時應保持其內部結晶區和晶體結構不變，從而保持微晶纖維素固有的優良的物理和機械性能。

已有較多的文獻報道微晶纖維素的制備或表面改性方法。例如CN147053A公開的超細和納米微晶纖維素的表面改性物及其制法，在液態分散介質中，在酸類催化劑作用下，將超細和納米微晶纖維素與酸酐反應進行表面的醋酸酯化改性，經過洗滌、過濾和干燥而制得。CN1709913A公開的可在非水溶劑中分散的納米微晶纖維素粉體的制法及應用，是將粒徑在30-50nm之間的納米微晶纖維素均勻分散在水中，在該納米微晶纖維素水分散體系中加入親水性低分子表面活性劑，然后加熱干燥除去體系中的水，即制得可在非水溶劑中分散的納米微晶纖維素粉體。CN1341663A公開了一種酸水解制備納米晶體纖維素的方法。是在超聲波連續振動下，室溫強酸一步法水解得到納米晶體纖維素產品。水解時間為2-24小時。CN1386763A公開了一種表面改性的納米纖維素晶體及其制備方法。是將納米纖維素晶體分散在強堿性的水中，然后加入氯乙酸或氯乙酸鈉，在高速攪拌、超聲振蕩或靜置的條件下改性處理一段時間，經干燥處理得粉狀表面改性的納米纖維素晶體。CN?1448427A公開了一種易水分散納米微晶纖維素及其制法和它形成的膠體。其制法是在經表面改性的納米微晶纖維素的水分散介質中，添加親水性膠體并加以均勻分散，然后經過干燥、粉碎而制得。親水性膠體選自葡聚糖、黃原膠、阿拉伯膠、海藻酸鈉、甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、羧甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、陽離子淀粉、兩性淀粉、羥乙基淀粉、羥丙基淀粉、羧甲基淀粉、羧甲基淀粉鈉、環狀糊精、明膠等中的一種或幾種不同配比的混合物。美國專利3539365中報道了通過共混加入羧甲基纖維素來克服超細纖維素微晶之間因表面氫鍵作用而發生的團聚。由于在共混過程中無法確保羧甲基纖維素均勻分布于超細纖維素微晶間，致使仍然局部存在團聚。