[發(fā)明專利]一種II型納米晶體纖維素酯及其制備工藝及用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811248722.3
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109096406B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張志勝;齊文慧;淑英;饒偉麗;王晗;梁策;劉蕊;顧月;張曉頔
• 申請（專利權(quán)）人: 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08B3/06
• 分類號: C08B3/06;C08B1/02;B01F17/34;D21C3/04;D21B1/34
• 代理公司: 天津盈佳知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 12224
• 代理人: 孫寶蕓

1.一種II型納米晶體纖維素酯的制備工藝，其特征在于，包括如下步驟：

第一步、秸稈預(yù)處理

烘干：秸稈去除根及穗部后洗凈，放入烘箱50℃下烘干至恒重；

粉碎：然后切成5～7cm小段，接著用粉碎機(jī)粉碎，粉碎至以能通過80～120目篩為準(zhǔn)，得到秸稈粉末；

溶解和水浴：取秸稈粉末分散于去離子水，秸稈粉末和去離子水的料液比1：10～1：50；將裝有分散在去離子水中的秸稈粉末的容器置于水浴鍋，在85～95℃條件下，水浴1～2h，使秸稈粉末中的蠟質(zhì)或水溶性色素溶于水，得到水浴后的秸稈粉末懸浮液；

一次洗滌和干燥：將水浴后的秸稈粉末懸浮液，離心去掉上層水溶液，下層固體物用去離子水離心進(jìn)行第一次洗滌，洗滌3-4次，放入烘箱50℃下烘干至恒重，得到預(yù)處理后的秸稈粉末；

第二步、II型微米晶體纖維素的制備

雙氧水處理：取第一步中得到的預(yù)處理后的秸稈粉末和濃度為0.6～1.5％且pH為3.8～4.0的雙氧水，通過料液比1：10～1：50混合漂白預(yù)處理后的秸稈粉末，并去除木質(zhì)素，通過超聲手段來輔助反應(yīng)，超聲條件為：頻率40-80Hz，功率為150-300W，溫度為50-80℃，時間為0.5-2h，經(jīng)漂白去除木質(zhì)素后得到綜纖維懸浮液；

二次洗滌和干燥：將綜纖維懸浮液離心去掉上清液所得固體用去離子水離心進(jìn)行第二次洗滌，洗滌多次至上清液與去離子水pH達(dá)到一致后停止洗滌，然后在50℃烘箱烘干至恒重，得綜纖維；

氫氧化鈉處理：取烘干后的綜綜纖維與濃度為5～10％氫氧化鈉溶液按料液比1：10～1：50常溫處理7-10h，去除半纖維素，得到纖維素懸浮液；

三次洗滌和干燥：將纖維素懸浮液離心去掉上清液所得固體用去離子水離心進(jìn)行第三次洗滌，洗滌多次至上清液與去離子水pH達(dá)到一致為止，然后用95％乙醇洗滌2-4次，然后在50℃烘箱烘干至恒重，得到纖維素；

硫酸水解：將纖維素與濃度為6-12％的硫酸溶液按料液比1:15～1:30混合后進(jìn)行硫酸水解反應(yīng)，在溫度70～90℃的條件下，通過磁力攪拌加速硫酸水解反應(yīng)，磁力攪拌轉(zhuǎn)速500rpm，反應(yīng)時間0.5～1.5h，得到I型微米晶體纖維素水解液；

抽濾洗滌和真空干燥：對I型微米晶體纖維素水解液抽濾洗滌去除多余的硫酸，然后在60℃下真空干燥至恒重，得到I型微米晶體纖維素；

氫氧化鉀/尿素處理：然后用5～9％氫氧化鉀/10～15％尿素溶液溶解I型微米晶體纖維素后，將溶解后的I型微米晶體纖維素置于溫度為-4-0℃的冰箱內(nèi)，貯藏1～10h，加入5～10倍去離子水終止反應(yīng)，得到II型微米晶體纖維素溶液、氫氧化鉀和尿素混合液；

四次洗滌和干燥：將I型微米晶體纖維素、氫氧化鉀和尿素混合液離心去掉上清液所得固體加去離子水進(jìn)行第四次洗滌，離心洗滌多次至pH恒定，再在50-70℃真空干燥至恒重，得到II型微米晶體纖維素；

第三步、II型納米纖維素酯的生成

酯化反應(yīng)：冰醋酸作為反應(yīng)介質(zhì)，用表面基團(tuán)和真空干燥后的II型微米晶體纖維素按照8：1～1：1的質(zhì)量比添加到反應(yīng)介質(zhì)中，用0.4～1.0％硫酸作催化劑；超聲輔助反應(yīng)15～30min，然后40～60℃磁力攪拌轉(zhuǎn)速500～1000rpm，時間1～3h，加10倍去離子水終止反應(yīng)；得中間產(chǎn)物懸浮液；

所述超聲條件是：頻率為40～80Hz；功率為200～400W；溫度為室溫；

五次洗滌；用去離子水離心洗滌數(shù)3-5次；

均質(zhì)處理：將洗滌后的中間產(chǎn)物懸浮液用去離子水配置成濃度為0.1-1.0％的懸浮液，用高壓均質(zhì)機(jī)在1000bar的均質(zhì)壓力下均質(zhì)7-12次，高壓均質(zhì)過程使用15℃的循環(huán)冷凝水冷卻，得到II型納米晶體纖維素酯和酸的混合溶液；

透析：經(jīng)高壓均質(zhì)后的樣品，用透析袋透析，所述透析袋的截留分子量為8000-14000，透析除去多余的硫酸，并用聚乙二醇20000濃縮到2～3％濃度，得到II型納米晶體纖維素酯溶液；

所述第一步中的將秸稈切成小段使用的工具為鍘刀或剪刀；

所述的表面基團(tuán)為醋酸酐或辛烯基琥珀酸酐；

所述離心的發(fā)生條件均為3500-4000rpm，離心時間為10-15min；

所述秸稈為農(nóng)作物秸稈，為玉米秸稈、小麥秸稈、高粱秸稈、水稻秸稈中的一種或多種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種II型納米晶體纖維素酯的制備工藝制備而成的一種II型納米晶體纖維素酯的用途，其特征在于，一種II型納米晶體纖維素酯能夠用作固體顆粒乳化劑進(jìn)行使用。