[發明專利]一種采用纖維素組合原料的低溫溶解方法及其應用

在審

• 申請號: 202010427048.6
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111499883A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 段煌;李雅明
• 申請（專利權）人: 武漢水木弘新材料有限公司
• 主分類號: C08J3/05
• 分類號: C08J3/05;C08L1/02;C08L1/10
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;李艷景

本發明公開了一種采用纖維素組合原料的低溫溶解方法及其應用。具體步驟為：1)將至少兩種具有不同聚合度的纖維素原料混配得纖維素混合料；2)將纖維素混合料置于經過降溫處理的堿液中攪拌均勻，得到均一的纖維素漿粥；3)將纖維素漿粥進行深度凍結，再升溫解凍，得到穩定的纖維素溶解膠體。本發明利用不同聚合度纖維素之間的協同作用，以較高聚合度纖維素為骨架，較低聚合度纖維素進行間隙填充，在保證纖維素溶解濃度高的同時，提升纖維素再生產品強度，擴展了纖維素的應用范圍，且顯著降低了成本，可廣泛應用于再生纖維素纖維、薄膜、微球或水凝膠等領域。

技術領域

本發明涉及纖維素加工技術領域，具體涉及一種采用纖維素組合原料的低溫溶解方法及其應用。

背景技術

傳統纖維素再生生產工藝普遍采用黏膠法，溶解過程中采用大量的二硫化碳對纖維素進行磺化處理，進而用稀堿稀釋溶解。生產過程中產生含硫的氣體，產品的后處理脫硫生產階段產生大量的廢氣、廢水，對環境造成了嚴重污染，面臨著停工停產或是整體搬遷的狀況。

為了解決纖維素再生生產的污染性難題，國內外企業及研究機構積極開展新溶劑法纖維素的再生生產工藝研究。相對成熟的技術是奧地利蘭精公司的Lyocell纖維生產工藝，該工藝方法完全區別于黏膠法工藝，對生產設備及漿粕原料等有特殊要求并嚴重依賴進口，成本極高。纖維素低溫溶解及再生生產技術，生產工藝簡潔、流程短，更重要的是傳統黏膠設備利用率可達70％左右，可以實現傳統黏膠法生產的快速轉型升級。

纖維素低溫溶解工藝可采用棉漿粕、木漿粕及竹漿粕等原料，纖維素溶解膠經過過濾、脫泡，即可再生制造，工藝簡潔、流程短。相比黏膠法，該工藝生產中不存在纖維素的老成、及溶解膠的熟成工序，最終溶解膠聚合度與原材料的聚合度十分接近，故再生產品強度受原材料聚合度的影響較大。當前，規?；a研究普遍采用聚合度400-500棉漿粕原料，其纖維素溶解膠含量較低，生產成本高。降低原料的聚合度，能提高纖維素溶解膠含量，成本降低，但最終產品的強度會明顯下降，市場應用價值難以體現；提高原料聚合度，能夠提高最終產品的強度，但是纖維素溶解膠含量更低，生產成本更高。如何兼顧強度和成本，是纖維素低溫溶解技術發展過程中亟需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種采用纖維素組合原料的低溫溶解方法及其應用，利用不同聚合度纖維素之間的協同作用，以相對高聚合度纖維素為骨架，相對低聚合度纖維素進行間隙填充，在保證纖維素溶解濃度高的同時，提升纖維素再生產品強度，擴展了纖維素的應用范圍，且顯著降低了成本。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

提供一種采用纖維素組合原料的低溫溶解方法，具體步驟如下：

1)將至少兩種具有不同聚合度的纖維素原料混配得纖維素混合料，其中所述不同聚合度的纖維素原料是指所述纖維素原料的聚合度為低聚合度、中聚合度或高聚合度，所述低聚合度是指聚合度為200-350，中聚合度是指聚合度為350-550，高聚合度是指聚合度為550-800；

2)將步驟1)得到的纖維素混合料置于經過降溫處理的堿液中攪拌均勻，得到均一的纖維素漿粥；

3)將步驟2)得到的纖維素漿粥進行深度凍結，然后再升溫解凍，得到穩定的纖維素溶解膠體。

按上述方案，所述步驟1)中，高聚合度和中聚合度的聚合度數值差值不低于40；中聚合度和低聚合度的聚合度數值差值不低于40。

按上述方案，單個所述纖維素原料質量占纖維素原料總質量的百分含量最小為0.1％，優選1-45％。

按上述方案，所述步驟1)中，所述纖維素原料為纖維素漿粕初始原料或經過預處理的纖維素漿粕初始原料。

按上述方案，纖維素漿粕初始原料為纖維素棉漿粕、纖維素木漿粕、纖維素竹漿粕、蘆葦漿粕或其他天然纖維素漿粕原料。