[發(fā)明專利]一種納米木聚糖基接枝共聚物及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010793708.2
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111848871B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龐久寅;姜貴全;程澤琦;劉思佳;沈浩
• 申請（專利權(quán)）人: 北華大學(xué)
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C08F226/04;C08F226/02;B27K3/50;A01N33/12;A01N43/16;A01P1/00;A01P3/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 馬小星

本發(fā)明提供了一種納米木聚糖基接枝共聚物及其制備方法和應(yīng)用，屬于木材防腐技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明先以木聚糖為原料制備納米木聚糖，同時結(jié)合納米木聚糖本身所具備的空間結(jié)構(gòu)，通過ATRP“從主鏈接枝法”將季銨鹽單體接枝到納米木聚糖上制備納米木聚糖基接枝共聚物，即通過化學(xué)修飾改性將具有良好殺菌性能的季銨基接枝到納米木聚糖主鏈上的羥基，賦予納米木聚糖更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，所制備的納米木聚糖季銨基接枝共聚物具備強(qiáng)力的殺菌性能和防腐性能，可以作為天然生物防腐劑對木材進(jìn)行防腐處理，將對有效地利用天然再生資源、減少環(huán)境污染具有重要意義，并為工業(yè)化利用農(nóng)林廢棄物等植物資源開創(chuàng)新思路，具有顯著的社會經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及木材防腐技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種納米木聚糖基接枝共聚物及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

木聚糖取自自然界植物等生物質(zhì)，可以從玉米芯、麩皮、甘蔗渣、玉米秸稈、花生殼、棉籽殼等農(nóng)林廢棄物中提取得到。木聚糖具有一定的防腐作用，是一種天然生物防腐劑，是自然界中的一種豐富的再生資源，主要存在于自然界植物細(xì)胞的半纖維素中，占植物細(xì)胞干重的35％，是由木糖經(jīng)β-1,4糖苷鍵連接而成的高分子物質(zhì)。木聚糖本身具有抑菌性強(qiáng)、綠色無毒等特點(diǎn)，它有著傳統(tǒng)木材防腐劑無可比擬的優(yōu)勢，原料范圍廣、無毒無害，并可自然降解，不會對人體及環(huán)境產(chǎn)生不利影響。

然而，目前木聚糖主要應(yīng)用在制藥、污水處理、造紙助劑、熱塑性材料和食品添加劑等領(lǐng)域，在木質(zhì)材料防腐方面沒有得到廣泛的應(yīng)用。木聚糖與目前世界上使用最為廣泛的木材防腐劑加鉻砷酸銅防腐劑(CCA)和氨溶性季銨銅(ACQ)相比較來說，防腐防霉效果不是特別明顯，穩(wěn)定性比較差，不具備強(qiáng)力的殺菌性能和防腐性能，達(dá)不到新型生物質(zhì)木材防腐劑的實(shí)際生產(chǎn)條件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種納米木聚糖基接枝共聚物及其制備方法和應(yīng)用，所制備的納米木聚糖基接枝共聚物具有優(yōu)異的木材殺菌和防腐性能，且穩(wěn)定性強(qiáng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種納米木聚糖基接枝共聚物的制備方法，包括以下步驟：

將木聚糖和堿液混合，將所得混合液與乙醇混合，沉淀后，得到納米木聚糖；

將所述納米木聚糖和第一部分第一引發(fā)劑混合，進(jìn)行第一酯化反應(yīng)，得到中間體；

將所述中間體與分散劑和催化劑混合，向所得混合物料中加入第二部分第一引發(fā)劑，進(jìn)行第二酯化反應(yīng)，得到納米木聚糖基ATRP引發(fā)劑分子；

將所述納米木聚糖基ATRP引發(fā)劑分子、第二引發(fā)劑、配體、季銨鹽單體、有機(jī)溶劑和金屬催化劑混合，進(jìn)行接枝反應(yīng)，得到納米木聚糖基接枝共聚物。

優(yōu)選的，所述第一引發(fā)劑為2-溴-2-甲基丙酰溴或2-溴代異丁酰溴；所述納米木聚糖與第一部分第一引發(fā)劑的用量比為(1～2)g：(2～4)mL；

所述第一酯化反應(yīng)的溫度為20～40℃，時間為16～24h。

優(yōu)選的，所述催化劑為4-二甲氨基吡啶，所述中間體與催化劑的質(zhì)量比為1.0:(1.5～4.5)。

優(yōu)選的，所述中間體與第二部分第一引發(fā)劑的用量比為1g：(1.2～3.6)mL；

所述第二酯化反應(yīng)的溫度為室溫，時間為24h。

優(yōu)選的，所述第二引發(fā)劑為2-溴代異丁酸乙酯；所述配體為N,N,N,N,N-五甲基二亞乙基三胺、二甲基甲酰胺或1,1,4,7,10,10-六甲基三乙烯四胺。

優(yōu)選的，所述季銨鹽單體包括二甲基二烯丙基氯化銨、四烯丙基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨或烯丙基三甲基氯化銨；所述金屬催化劑包括銅鹽、鉬鹽、鉻鹽、錸鹽、釕鹽、鐵鹽、銠鹽、鎳鹽或鈀鹽。