[發明專利]纖維素聚醚多元醇的制備方法

有效

• 申請號: 202011579214.0
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112724394B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 白維坤;孫露霞;張莉萍;周永振;郭懷泉
• 申請（專利權）人: 山東一諾威新材料有限公司
• 主分類號: C08G65/28
• 分類號: C08G65/28;C08G65/26;C08G18/50;C08G101/00
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 趙真真

本發明涉及一種纖維素聚醚多元醇的制備方法，屬于聚醚多元醇改性技術領域。本發明所述的纖維素聚醚多元醇的制備方法，是在低溫環境下將纖維素溶解在堿和尿素的水溶液中，以纖維素、尿素和液體小分子醇作為起始劑，在堿的催化作用下，與環氧丙烷進行聚合反應，得到所述的纖維素聚醚多元醇。本發明設計科學合理，降低了成本，安全環保，拓展了纖維素的應用范圍，纖維素轉化率高，無殘留。

技術領域

本發明涉及一種纖維素聚醚多元醇的制備方法，屬于聚醚多元醇改性技術領域。

背景技術

纖維素是地球上儲量最大的可再生生物質資源，其來源非常廣泛，具有生物可降解性、生物相容性，有望成為未來主要的化工原料之一，并在材料領域有廣泛的應用前景。纖維素作為高分子原材料主要有以下應用：如作為木材應用于建筑材料，棉麻纖維等用于紡織材料，及用于造紙等；將纖維素進行一系列的化學反應和轉化，得到以纖維素為基礎的絲或膜的纖維素衍生物材料，用于工業生產或是日用品。將纖維素降解為小分子的有機化合物，如糖類或醇類，用于生產生物乙醇或生物柴油等，可作為石油原料的替代物。但是，由于其結構上具有高結晶性和含有復雜的氫鍵，纖維素難溶于一般的溶劑，其難溶性極大地制約了纖維素的發展和應用。

聚醚多元醇是聚氨酯工業的重要原料，廣泛用于家電保溫、管道保溫、夾芯板材、汽車內飾、涂料等領域。聚醚多元醇是由起始劑(具有活潑氫基團的化合物)與環氧化合物(環氧乙烷、環氧丙烷)經過加成聚合反應制得。目前使用廣泛的起始劑包括蔗糖、甘油、甘露醇、山梨醇、一乙醇胺、二乙醇胺等。

由于纖維素的極難溶解性，未見有將纖維素直接液化用于聚醚多元醇合成方面的文獻資料。

發明內容

本發明的目的是提供一種纖維素聚醚多元醇的制備方法，其設計科學合理，降低了成本，安全環保，拓展了纖維素的應用范圍，纖維素轉化率高，無殘留。

本發明所述的纖維素聚醚多元醇的制備方法，是在低溫環境下將纖維素溶解在堿和尿素的水溶液中，以纖維素、尿素和液體小分子醇作為起始劑，在堿的催化作用下，與環氧丙烷進行聚合反應，得到所述的纖維素聚醚多元醇。

所述的纖維素聚醚多元醇的制備方法，具體的，包括以下步驟：

(1)纖維素的溶解：取纖維素，投入到堿和尿素的水溶劑體系，在-10～-15℃冷凍環境下溶解，得到堿、尿素、纖維素的水溶液；

(2)低溫段聚合反應：將堿、尿素、纖維素水溶液加入反應釜內，再加入液體小分子醇起始劑，氮氣置換后升溫，控制溫度75～85℃，滴加環氧丙烷，熟化；

(3)溶劑水的脫除：熟化完畢后，升溫至90～105℃，抽真空并氮氣鼓泡，脫除料頭中的水分；

(4)高溫段聚合反應：控制溫度為105～110℃，繼續滴加剩余的環氧丙烷，熟化；

(5)粗聚醚后處理：粗聚醚用磷酸中和至pH為中性，減壓脫水、過濾得到所述的纖維素聚醚多元醇。

優選的，堿為氫氧化鈉。

優選的，步驟(1)水溶劑體系中，堿質量占比為5～10wt％，尿素質量占比為8～14wt％。

優選的，堿、尿素、纖維素水溶液中堿、尿素、纖維素的質量比為6～8:9～13:5。

優選的，液體小分子醇為甘油、乙二醇、二乙二醇或丙二醇。

優選的，纖維素、液體小分子醇的加入量與環氧丙烷加入總量的質量比為1:0.5～5：10～30。

優選的，步驟(2)和步驟(4)中環氧丙烷的質量用量之比為1：0.1-10。

優選的，纖維素的分子質量為＜3*10⁵的天然纖維素。