[發明專利]一種用高分子組合物處理多糖類材料的方法

無效

• 申請號: 201010131612.6
• 申請日: 2010-03-24
• 公開（公告）號: CN101830015A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 資虹
• 申請（專利權）人: 程怡
• 主分類號: B27K3/50
• 分類號: B27K3/50
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄭立柱;謝燕軍

技術領域

本發明涉及一種用高分子組合物處理多糖類材料的方法，尤其涉及一種用含多羥基化合物與含有與羥基有反應活性官能團的高分子組合物處理多糖類材料的方法。

背景技術

天然存在的多糖類材料來源廣泛，主要成分有纖維素、半纖維素、淀粉、殼聚糖等。這類天然多糖材料的代表有木材、竹子、木藤、秸稈等。這些天然材料盡管有各自的用途，但往往在強度、硬度、耐濕、耐熱穩定性，尺寸穩定性上表現有所不足。傳統處理這類材料的方法包括物理方法和化學方法。物理方法主要是應用壓力對這類多糖類材料進行強化。化學方法主要是通過加入一些酸、堿、醛類物質，與多糖類材料發生化學反應，達到材料改性的目的。但由于這些多糖類材料的反應活性有限，因此改性效果有限。而且材料中有大量孔隙沒有被填充，也限制了材料的性能表現。

多羥基類化合物和含有與羥基有反應活性的多官能團化合物，如羧酸、脂、異氰酸酯、醛等能發生聚合反應，生成高分子。這類高分子反應對這兩類單體的純度要求高，以避免副反應，并且羥基和與羥基有反應活性的官能團摩爾比控制在接近1∶1。更進一步的，這些反應要求進行的非常充分，一般要求達到98％以上，以達到足夠大的分子量，反應過程中要移除水，醇等副產物。目前，這類高分子反應沒有被廣泛用于多糖類材料的處理，以提高多糖類材料的各種性能。

發明內容

本發明利用現有對多糖類材料處理技術的空白，用多羥基類化合物和含有與羥基有反應活性的多官能團化合物組成的高分子組合物對多糖類材料進行處理，處理后的多糖類材料在強度、硬度、耐濕、耐熱穩定性、尺寸穩定性上有大幅提高。

本發明的第一方面提供一種處理多糖類材料的方法，該方法包括：

1)提供一種高分子組合物，該組合物含有至少一種多羥基化合物和至少一種含有多于一個與羥基有反應活性官能團的化合物；

2)使所述高分子組合物進入多糖類材料內部；

3)處理所述多糖類材料，使所述高分子組合物中的多羥基化合物、含與羥基有反應活性官能團的化合物以及多糖類材料之間發生聚合反應，形成一種不溶于水的復合高分子產品。

本發明方法的步驟2)中，優選將含有至少一種多羥基化合物和至少一種含有多于一個與羥基有反應活性官能團的化合物的所述高分子組合物通過真空-高壓浸漬的方法進入多糖類材料內部；所述高分子組合物進入多糖類材料內部的方式包括但不限于注射、流動、遷移或擴散等方式。

本發明方法的步驟3)中，所述的處理方法通常為常溫、高溫或者高溫高壓處理。

本發明所述高溫指溫度高于180℃；本發明所述高壓指10-25個大氣壓力。

適用于本發明的處理對象為多糖類材料，這類多糖物質包括但不限于：秸稈、木材、藤材、紙制品、甘蔗渣、竹制品以及任何上述所提及的材料組合。本發明的方法尤其適用于處理富含纖維素的多糖類材料，這類多糖材料包括任何含纖維素或者/和半纖維素的固體材料。下面我們以木材為例對這類多糖材料做進一步說明，這只是一種說明性的描述，并不限制本發明所保護的處理對象的范圍。作為被處理的對象木材包含任何幾何形狀，適用的木材包括但不限于：軟木，硬木，速生材；所述軟木包括但不限于：松木、楓木、杉木、楊木和山毛櫸，所述硬木包括但不限于樺木、桉木和白臘；以及任何上述所提及的材料組合。其中松木包括但不限于：紅松、落葉松、馬尾松、輻射松、歐洲赤松、針葉松、云南松、澳洲柏、海岸松以及任何上述所提及的材料組合。木材本身可以是木片、木板、木纖維、未處理的木材、半干的木材、梁、地板、木飾材等。木材在用本發明的方法處理前本身可以經過拋光、蒸煮、漂白或者蝕刻等處理方法。

適用于本方法處理的多糖類材料一般都含有孔隙，至少含有部分孔隙。這類空隙是伴隨樹木生長過程中形成的。這些空隙可以被導管連接起來。一般說來，軟木更傾向于形成大尺寸的導管和更高比例的孔隙。孔隙也可以通過已知的化學或者機械方法增加，如蝕刻和刻痕。這些孔隙的線性尺寸范圍從納米到微米。

適用于本發明高分子組合物的多羥基化合物可以包括任何多于一個羥基的有機小分子，低聚物和高聚物。下面舉例說明一些典型的適用于本方法的多羥基化合物，如乙二醇、丙二醇、丙三醇、多糖、聚乙烯醇、季戊四醇、二乙醇胺、三乙醇胺、多羥基氨基酸、聚羥基丙烯酸及以上化合物的任何衍生物。含有超過2個羥基的多羥基化合物，這類化合物一般對于組合物的另一組分——含與羥基有反應活性官能團的化合物，有更強的反應活性。舉例來講，這樣的多羥基化合物可以有2到4000個羥基，優選2到2000個羥基，更優選3到1000個羥基不等，并且和含與羥基有反應活性官能團的化合物有很強的反應活性。