一種改性半纖維素及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種制備改性半纖維素的方法，包括（1）半纖維素的預處理：將1質量份的半纖維素置于三口燒瓶中，在10-60質量份的30-80℃去離子水中預熱解20-60min，然后冷卻到室溫；（2）半纖維素的堿化：加入半纖維素質量5-30%的NaOH，堿化10-60min；（3）改性產(chǎn)品的制備：加入無水乙醇，其用量為：無水乙醇：步驟（1）中使用的去離子水的體積比=10-100∶10-60，將體系升溫至30-90℃，加入季銨鹽類物質和酰胺類物質各1-20質量份，并補充5-20質量份的去離子水，反應1-9h后，冷卻至室溫；（4）改性產(chǎn)品的處理：用鹽酸調節(jié)至pH值5～6，沉淀，洗滌，抽濾后干燥。
【專利說明】一種改性半纖維素及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種改性半纖維素及其制備方法，特別是涉及改性木聚糖類半纖維素及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著世界范圍內(nèi)石油和煤炭等不可再生資源的急劇減少及其大量使用而導致的一系列日益突出的環(huán)境問題如溫室效應、酸雨等，利用可再生資源開發(fā)新能源、可降解材料替代石油材料已成為研究熱點。農(nóng)林植物資源的轉化是可再生資源開發(fā)的一個重要分枝。
[0003]農(nóng)林植物纖維原料資源中主要化學成分為纖維素、半纖維素和木素，其中纖維素含量位居第一位，木素和半纖維素次之。對農(nóng)林廢棄物中半纖維素的研究已成為研究熱點。半纖維素具有獨特的化學結構，比如具有分枝和無定形組成的不同類型的單糖(雜多糖)以及具有不同類型的官能團(例如羥基、乙?；?、羧基、甲氧基等)。與纖維素和淀粉相比，由于這些不同類型的聚糖具有不同的官能團，在具備較活潑和復雜化學反應行為的同時也使其利用受到了限制。但這些限制能夠通過改性來克服，比如通過部分水解、氧化、還原、醚化或酯化及交聯(lián)反應使其具備更好的應用特性。為此新型半纖維素的制備將大大推進半纖維素在工業(yè)生產(chǎn)中的應用，對節(jié)約資源、保護環(huán)境將會有重大的影響。
[0004]在造紙工業(yè)中，隨著纖維原料的改變和更多功能化學藥品的添加，造紙體系中會引人大量新的干擾物質和有害物質，使?jié)癫扛蓴_性物質復雜化，干擾物包括紙機濕部所有溶解的陰離子聚合物低聚物或高聚物和膠體的陰離子物質，通常被人們稱為陰離子垃圾。這些陰離子垃圾是親水性的，帶有較高電荷和較高分子質量的陰離子物質，它們會和造紙濕部的陽離子助劑發(fā)生反應 ，大大削弱了其助劑本身的效果，嚴重影響成紙質量和紙機的正常運轉。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種具有高陽離子電荷密度的改性半纖維素作為陰離子垃圾捕集劑，以保證陽離子助劑的效果。本發(fā)明的目的還在于提供一種制備該改性半纖維素的方法。
[0006]本發(fā)明的目的通過如下技術方案實現(xiàn)。
[0007]一種制備改性半纖維素的方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0008](I)半纖維素的預處理:將I質量份的半纖維素置于三口燒瓶中，在10-60質量份的30-80°C去離子水中預熱解20-60min，然后冷卻到室溫(未經(jīng)該預處理的半纖維素很難直接和改性劑反應);
[0009](2)半纖維素的堿化:加入半纖維素質量5-30%的NaOH，堿化10_60min ；
[0010](3)改性產(chǎn)品的制備:加入無水乙醇(用于保護半纖維素在反應過程中過度分解)，其用量為:無水乙醇與步驟(I)中使用的去離子水的體積比=10-100:10-60，將體系升溫至30-900C，加入改性劑a:季銨鹽類物質1-20質量份和改性劑b:酰胺類物質1_20質量份，并補充5-20質量份的去離子水,使反應體系中醇水體積比為I~8:1，反應l_9h后,冷卻至
室溫；
[0011](4)改性產(chǎn)品的處理:用鹽酸調節(jié)至pH值5~6，沉淀，洗滌，抽濾后干燥。
[0012]其中，半纖維素優(yōu)選木聚糖類半纖維素。
[0013]步驟(I) - (3)優(yōu)選均在攪拌條件下進行,攪拌速度優(yōu)選10-500r/min。
[0014]本發(fā)明的改性半纖維素是通過上述方法得到的改性半纖維素。
[0015]本發(fā)明的原理:半纖維素中有很多羥基，這些羥基可與改性劑發(fā)生反應，從而生成
新的改性產(chǎn)物。以木聚糖半纖維素為例，其反應過程如下所示(R為源自改性劑的基團):
[0016]
【權利要求】
1.一種制備改性半纖維素的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)半纖維素的預處理:將I質量份的半纖維素置于三口燒瓶中，在10-60質量份的30-80°C去離子水中預熱解20-60min，然后冷卻到室溫； (2)半纖維素的堿化:加入半纖維素質量5-30%的NaOHJJHt10_60min ； (3)改性產(chǎn)品的制備:加入無水乙醇，其用量為:無水乙醇與步驟(I)中使用的去離子水的體積比=10-100:10-60，將體系升溫至30-90°C，加入改性劑a:季銨鹽類物質1_20質量份和改性劑b:酰胺類物質1-20質量份，并補充5-20質量份的去離子水，使反應體系中醇水體積比為I~8:1，反應l_9h后,冷卻至室溫； (4)改性產(chǎn)品的處理:用鹽酸調節(jié)至pH值5~6，沉淀，洗滌，抽濾后干燥。
2.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述半纖維素為木聚糖類半纖維素。
3.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)-(3)均在攪拌條件下進行，攪拌速度為10_500r/min。
4.一種根據(jù)權利要求1.-3任意一項所述方法得到的改性半纖維素。
【文檔編號】C08B37/14GK103467626SQ201310391060
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權日:2013年8月30日
【發(fā)明者】李海明, 周景輝, 郭延柱, 陳小紅 申請人:大連工業(yè)大學