一種纖維素醚的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種纖維素醚的制備方法，將纖維素濕漿和有機(jī)溶劑混合，得到混合物，所述纖維素濕漿的重量含水量為10wt.%～60wt.%；將所述混合物與堿性物質(zhì)混合，進(jìn)行堿化反應(yīng)，得到堿化產(chǎn)物；將所述堿化產(chǎn)物與醚化劑進(jìn)行醚化反應(yīng)，得到纖維素醚。本發(fā)明采用的纖維素濕漿通過有機(jī)溶劑洗滌的方法，使有機(jī)溶劑和水在纖維素表面充分交換，將纖維素濕漿中的水轉(zhuǎn)移到有機(jī)溶劑中，這樣既省去了纖維素濕漿干燥的步驟，降低了成本；又避免了干燥過程中對纖維素的結(jié)構(gòu)的破壞，使得到的纖維素醚具有較高的黏度和較高的取代度。
【專利說明】一種纖維素醚的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機(jī)合成的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種纖維素醚的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]纖維素是一種復(fù)雜的多糖，由8000至10000個葡萄糖殘基通過β -1, 4_糖苷鍵連接而成。纖維素醚以纖維素為原料，經(jīng)堿化反應(yīng)和醚化反應(yīng)而生成的。纖維素醚在現(xiàn)代工業(yè)中具有較廣泛的應(yīng)用，作為緩凝劑、粘結(jié)劑和增稠劑應(yīng)用于建筑和涂料行業(yè)；作為增強(qiáng)劑和穩(wěn)定劑應(yīng)用于造紙行業(yè)；作為上漿劑、勻染劑和增稠劑應(yīng)用于紡織行業(yè)；作為穩(wěn)定增粘劑和乳化劑應(yīng)用于日用化學(xué)品行業(yè)等。
[0003]纖維素醚的生產(chǎn)工藝分為水媒法和溶媒法。水媒法以水作為反應(yīng)介質(zhì)，將纖維素進(jìn)行堿化反應(yīng)和醚化反應(yīng)，得到纖維素醚。水媒法的反應(yīng)過程中傳熱、傳質(zhì)不均勻，且反應(yīng)系統(tǒng)中水含量較大，導(dǎo)致副反應(yīng)加劇，副產(chǎn)物過多，限制了其廣泛應(yīng)用，并促使人們開發(fā)了以有機(jī)溶劑為反應(yīng)介質(zhì)的溶媒法。溶媒法在有機(jī)溶劑為反應(yīng)介質(zhì)的條件下，將纖維素進(jìn)行堿化反應(yīng)和醚化反應(yīng)，制備纖維素醚的工藝方法。溶媒法的反應(yīng)過程中傳熱、傳質(zhì)迅速且均勻，使主反應(yīng)加快，副反應(yīng)減少。
[0004] 溶媒法制備纖維素醚時，在堿性條件下，水會導(dǎo)致醚化劑和堿性物質(zhì)生成較多的副產(chǎn)物，這不僅消耗了堿性物質(zhì)和醚化劑，降低了醚化度；而且副產(chǎn)物的生成降低了纖維素醚的純度，因此，現(xiàn)有技術(shù)公開的溶媒法制備纖維素醚要求纖維素漿料的含水量小于IOwt.%。為了達(dá)到上述纖維素漿料的含水量的要求，現(xiàn)有技術(shù)中一般采用干燥的方法控制纖維素原料的含水量，這不僅需要昂貴的干燥設(shè)備，而且還需要大量的熱能將纖維素原料中的水分除去，干燥后的纖維素原料容易形成大量堅(jiān)硬的塊狀結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致制備纖維素醚過程中有機(jī)溶劑難以滲入到干燥后的纖維素原料內(nèi)部，造成反應(yīng)結(jié)束后有較多未反應(yīng)完全的顆粒狀的“夾生”現(xiàn)象，使得到的纖維素醚的黏度降低和取代度下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種纖維素醚的制備方法，本發(fā)明提供的纖維素醚具有較高的黏度和較高的取代度。
[0006]本發(fā)明提供了一種纖維素醚的制備方法，包括以下步驟:
[0007]a)將纖維素濕漿和有機(jī)溶劑混合，得到混合物，所述纖維素濕漿的重量含水量為IOwt.% ~60wt.% ；
[0008]b)所述步驟a)得到的混合物與堿性物質(zhì)混合，進(jìn)行堿化反應(yīng)，得到堿化產(chǎn)物；
[0009]c)所述步驟b)得到的堿化產(chǎn)物與醚化劑進(jìn)行醚化反應(yīng)，得到纖維素醚。
[0010]優(yōu)選地，所述步驟a)中纖維素濕漿的重量含水量為20wt.%~58wt.%。
[0011]優(yōu)選地，所述步驟a)中有機(jī)溶劑包括醇類化合物和苯類化合物中的一種或多種。
[0012]優(yōu)選地,所述步驟b)具體為:
[0013]bl)將所述步驟a)得到的混合物進(jìn)行固液分離，得到含水的有機(jī)溶劑和纖維素固體；
[0014]b2)將堿性物質(zhì)溶于所述步驟bl)得到的含水的有機(jī)溶劑中，再與纖維素固體混合進(jìn)行堿化反應(yīng)，得到堿化產(chǎn)物。
[0015]優(yōu)選地，所述步驟a)中有機(jī)溶劑和纖維素濕漿的質(zhì)量比為3~5:1。
[0016]優(yōu)選地，所述步驟a)中混合的溫度為10°C~40°C ;
[0017]所述步驟a)中混合的時間為0.5h~2h。
[0018]優(yōu)選地，所述步驟b)中堿性物質(zhì)和纖維素固體的摩爾比為2.5~3.5:1。
[0019]優(yōu)選地，所述步驟b)中堿化反應(yīng)的溫度為15°C~35°C ；
[0020]所述步驟b)中堿化反應(yīng)的時間為Ih~3h。
[0021]優(yōu)選地，所述步驟c)中醚化劑與纖維素固體的摩爾比為1.5~2:1。
[0022]優(yōu)選地，所述步驟c)中醚化反應(yīng)的溫度為50°C~80°C ；
[0023]所述步驟c)中醚化反應(yīng)的時間為2h~4h。
[0024]本發(fā)明提供了一種纖維素醚的制備方法，將纖維素濕漿和有機(jī)溶劑混合，得到混合物，所述纖維素濕漿的重量含水量為IOwt.%~60wt.% ;將所述混合物與堿性物質(zhì)混合，進(jìn)行堿化反應(yīng)，得到堿化產(chǎn)物；將所述堿化產(chǎn)物與醚化劑進(jìn)行醚化反應(yīng)，得到纖維素醚。本發(fā)明以重量含水量IOwt.%~60wt.%的纖維素濕漿為原料，用有機(jī)溶劑對所述纖維素濕漿進(jìn)行洗滌，使有機(jī)溶劑和水在纖維素表面充分交換，將纖維素濕漿中的水轉(zhuǎn)移到有機(jī)溶劑中，這樣既省去了纖維素濕漿干燥的步驟，降低了成本；又避免了干燥過程中對纖維素結(jié)構(gòu)的破壞，使得到的纖維素醚具有較高的黏度和較高的取代度。另外，本發(fā)明提供的方法將從纖維素濕漿中置換出來的水，用于堿化反應(yīng)過程中，使水得到了充分利用，降低了生產(chǎn)成本。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:本發(fā)明提供的方法制備得到的纖維素醚的黏度達(dá)340mpa.S，取代度達(dá)
0.98 ο
【具體實(shí)施方式】
[0025]本發(fā)明提供了一種纖維素醚的制備方法，包括以下步驟:
[0026]a)將纖維素濕漿和有機(jī)溶劑混合，得到混合物，所述纖維素濕漿的重量含水量為IOwt.% ~60wt.% ；
[0027]b)將所述步驟a)得到的混合物與堿性物質(zhì)混合，進(jìn)行堿化反應(yīng)，得到堿化產(chǎn)物；
[0028]c)所述步驟b)得到的堿化產(chǎn)物與醚化劑進(jìn)行醚化反應(yīng)，得到纖維素醚。
[0029]本發(fā)明以重量含水量IOwt.%~60wt.%的纖維素濕漿為原料，用有機(jī)溶劑對所述纖維素濕漿進(jìn)行洗滌，使有機(jī)溶劑和水在纖維素表面充分交換，將纖維素濕漿中的水轉(zhuǎn)移到有機(jī)溶劑中，使整個體系中的含水量與使用干料體系中的含水量是一致的，這樣既省去了纖維素濕漿干燥的步驟，降低了成本；又避免了在干燥過程中對纖維素結(jié)構(gòu)的破壞，使得到的纖維素醚具有較高的黏度和較高的取代度。
[0030]本發(fā)明將纖維素濕漿和有機(jī)溶劑混合，得到混合物，所述纖維素濕漿的重量含水量為IOwt.%~60wt.%。本發(fā)明對所述纖維素濕漿和有機(jī)溶劑混合的順序沒有特殊的限制，優(yōu)選將所述纖維素濕漿置于有機(jī)溶劑中，得到混合物。在本發(fā)明中，所述纖維素濕漿的重量含水量為IOwt.%~60wt.%，優(yōu)選為20wt.%~58wt.%，更優(yōu)選為30wt.%~55wt.%，最優(yōu)選為40wt.%~50wt.%。當(dāng)所述纖維素濕漿的重量含水量大于60wt.%時，本發(fā)明優(yōu)選將其通過脫水和/或干燥的方法，使纖維素濕漿的重量含水量為IOwt.%~60wt.%。本發(fā)明對所述脫水的設(shè)備沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的脫水設(shè)備即可，如可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的離心機(jī)和/或壓濾機(jī)。本發(fā)明對所述干燥的方法沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的干燥技術(shù)方案即可。
[0031]本發(fā)明對所述纖維素濕漿的來源沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的對含纖維素的原料進(jìn)行處理得到纖維素濕漿即可。在本發(fā)明中，所述纖維素濕漿優(yōu)選由含有纖維素的原料依次進(jìn)行酸解、堿解和漂白處理得到。本發(fā)明對所述酸解、堿解和漂白的方法沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的對含有纖維素的原料進(jìn)行酸解、堿解和漂白的技術(shù)方案即可。在本發(fā)明中，所述含有纖維素的原料可以為纖維素濕漿與纖維素干漿的混合物。在本發(fā)明中，所述纖維素濕漿中纖維素優(yōu)選包括農(nóng)作物纖維素和木材纖維素中的一種或多種；更優(yōu)選包括棉纖維素、馬鈴薯纖維素、甘蔗纖維素和秸桿纖維素中的一種或多種，最優(yōu)選包括精制棉纖維素、甘蔗纖維素和玉米纖維素中的一種或多種。
[0032]在本發(fā)明中，所述有機(jī)溶劑優(yōu)選包括醇類化合物和苯類化合物中的一種或多種，更優(yōu)選包括甲醇、乙醇、異丙醇、甲苯和二甲苯中的一種或多種，最優(yōu)選包括乙醇和異丙醇中的一種或兩種。在本發(fā)明中，所述乙醇的質(zhì)量濃度優(yōu)選為90%~100%，更優(yōu)選為95%~99% ;所述異丙醇的質(zhì)量濃度優(yōu)選為90%~100%，更優(yōu)選為95%~99%。在本發(fā)明中，所述有機(jī)溶劑和纖維素濕漿的質(zhì)量比優(yōu)選為3~5:1，更優(yōu)選為3.5~4.5:1。
[0033]本發(fā)明對所述混合的設(shè)備沒有特殊的限制，優(yōu)選為三口瓶或漂洗釜。本發(fā)明對所述混合的方式?jīng)]有特殊的限制，優(yōu)選在攪拌的條件下進(jìn)行混合。在本發(fā)明中，所述混合的時間優(yōu)選為0.5h~2h ;最優(yōu)選為Ih~1.5h ;所述混合的溫度優(yōu)選為10°C~40°C，更優(yōu)選為20°C~30°C。
[0034]得到混合物后，將所述混合物與堿性物質(zhì)混合，進(jìn)行堿化反應(yīng)，得到堿化產(chǎn)物。本發(fā)明為了避免堿性物質(zhì)在溶解的過程中產(chǎn)生的熱量對堿化反應(yīng)產(chǎn)生不良的影響，所述將所述混合物與堿性物質(zhì)混合，進(jìn)行堿化反應(yīng)，得到堿化產(chǎn)物具體為:
[0035]bl)將所述步驟a)得到的混合物進(jìn)行固液分離，得到含水的有機(jī)溶劑和纖維素固體；
[0036]b2)將堿性物質(zhì)溶于所述步驟bl)得到的含水的有機(jī)溶劑中，再與纖維素固體混合進(jìn)行堿化反應(yīng)，得到堿化產(chǎn)物。
[0037]本發(fā)明優(yōu)選將所述混合物進(jìn)行固液分離，得到含水的有機(jī)溶劑和纖維素固體；再將堿性物質(zhì)溶于所述含水的有機(jī)溶劑中，然后與纖維素固體混合，進(jìn)行堿化反應(yīng)，得到堿化產(chǎn)物。本發(fā)明對所述固液分離的方法沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的固液分離技術(shù)方案即可。本發(fā)明優(yōu)選采用離心機(jī)和/或壓濾機(jī)對所述混合物進(jìn)行固液分離，得到含水的有機(jī)溶劑和纖維素固體。
[0038]本發(fā)明優(yōu)選在攪拌的條件下，將堿性物質(zhì)溶于所述含水的有機(jī)溶劑中，將得到的堿性物質(zhì)溶液與纖維素固體混合進(jìn)行堿化反應(yīng)，有利于堿化反應(yīng)的徹底進(jìn)行，得到堿化產(chǎn)物。本發(fā)明先將所述堿性物質(zhì)溶于所述含水的有機(jī)溶劑中，將堿性物質(zhì)溶解過程產(chǎn)生的熱量散失，再將得到的堿性物質(zhì)溶液與纖維素固體混合進(jìn)行堿化反應(yīng)，降低了安全隱患。在本發(fā)明中，所述堿性物質(zhì)的溶解溫度優(yōu)選為15°C~35°C，更優(yōu)選為20°C~30°C，最優(yōu)選為25V ;所述堿性物質(zhì)的溶解時間優(yōu)選為30min~70min,更優(yōu)選為50min~65min。本發(fā)明將所述堿性物質(zhì)溶解在含水的有機(jī)溶劑中，有機(jī)溶劑將堿性物質(zhì)溶解過程中產(chǎn)生的熱量傳出，降低了安全隱患。
[0039]在本發(fā)明中，所述堿性物質(zhì)優(yōu)選包括NaOH和KOH中的一種或兩種，更優(yōu)選為NaOH ；所述堿性物質(zhì)和纖維素固體的摩爾比優(yōu)選為2.5~3.5:1，更優(yōu)選為2.8~3.2:1。
[0040]在本發(fā)明中，所述堿化反應(yīng)的溫度優(yōu)選為15°C~35°C，更優(yōu)選為20°C~30°C，最優(yōu)選為25°C ;所述堿化反應(yīng)的時間優(yōu)選為Ih~3h，更優(yōu)選為1.5h~2.5h，最優(yōu)選為2h。
[0041]得到堿化產(chǎn)物后，本發(fā)明將所述堿化產(chǎn)物與醚化劑進(jìn)行醚化反應(yīng)，得到纖維素醚。本發(fā)明對所述堿化產(chǎn)物和醚化劑的加入順序沒有特殊的限制，優(yōu)選將所述堿化產(chǎn)物加入到醚化劑中進(jìn)行醚化反應(yīng)，得到纖維素醚。本發(fā)明優(yōu)選以0.5g/min~5g/min的加料速率向所述堿化產(chǎn)物中加入所述醚化劑；更優(yōu)選為lg/min~3g/min。本發(fā)明優(yōu)選將堿化產(chǎn)物與醚化劑混合后加熱至第一溫度，進(jìn)行第一醚化反應(yīng)，再升溫至第二溫度，進(jìn)行第二醚化反應(yīng)，得到纖維素醚。在本發(fā)明中，所述第一溫度優(yōu)選為50°C~60°C，更優(yōu)選為55°C ;第一醚化反應(yīng)時間優(yōu)選為0.5h~1.5h，更優(yōu)選為Ih ;所述第二溫度優(yōu)選為70 V~80°C，更優(yōu)選為750C ;所述第二醚化反應(yīng)時間優(yōu)選為0.5h~1.5h，更優(yōu)選為lh。
[0042]在本發(fā)明中，所述醚化劑優(yōu)選包括一氯乙酸、一氯乙酸鈉、氯甲烷和環(huán)氧丙烷中的一種或多種，更優(yōu)選為一氯乙酸，最優(yōu)選為質(zhì)量濃度為45%~55%的一氯乙酸；所述醚化劑和纖維素固體的摩爾比優(yōu)選為1.5~2:1，更優(yōu)選為1.6~1.8:1。
[0043]完成醚化反應(yīng)后，本發(fā)明優(yōu)選將得到的醚化反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行冷卻后，固液分離，得到纖維素醚。本發(fā)明對所述冷卻的方法沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的冷卻技術(shù)方案即可。在本發(fā)明中，所述冷卻溫度優(yōu)選為10°c~40°C，更優(yōu)選為15°C~30°C，最優(yōu)選為20°C~25°C。
[0044]完成對所述醚化反應(yīng)產(chǎn)物的冷卻后，本發(fā)明優(yōu)選將所述冷卻后的醚化反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行固液分離，得到纖維素醚粗產(chǎn)品和溶劑。本發(fā)明對所述固液分離的方法沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的固液分離的技術(shù)方案即可。本發(fā)明優(yōu)選采用離心機(jī)和/或壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，得到纖維素醚粗產(chǎn)品和溶劑。本發(fā)明優(yōu)選將得到的溶劑進(jìn)行蒸餾回收。本發(fā)明對所述蒸餾的方法沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的蒸餾技術(shù)方案即可。
[0045]得到纖維素醚粗產(chǎn)品后，本發(fā)明優(yōu)選調(diào)節(jié)所述纖維素醚粗產(chǎn)品的pH值，得到pH值為6~9的纖維素醚粗產(chǎn)品。本發(fā)明對調(diào)節(jié)所述纖維素醚粗產(chǎn)品的pH值的方法沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的調(diào)節(jié)PH值的技術(shù)方案即可。
[0046]完成對纖維素醚粗產(chǎn)品pH值調(diào)節(jié)后，本發(fā)明優(yōu)選將得到的pH值為6~9的纖維素醚粗產(chǎn)品進(jìn)行洗滌和干燥，得到纖維素醚。本發(fā)明對所述洗滌的方法沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的洗滌技術(shù)方案即可。本發(fā)明優(yōu)選采用醇類化合物進(jìn)行洗滌，更優(yōu)選為乙醇；所述乙醇的質(zhì)量濃度優(yōu)選為75%~100%，更優(yōu)選為80%~90% ;所述洗滌的次數(shù)優(yōu)選為2次~3次。本發(fā)明對所述干燥的方法沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的干燥技術(shù)方案即可。
[0047]本發(fā)明制備得到的纖維素醚優(yōu)選包括羧甲基纖維素醚、聚陰離子纖維素醚、羥丙基甲基纖維素醚、甲基纖維素醚和羥乙基纖維素醚中的一種或多種，更優(yōu)選為羧甲基纖維素醚。
[0048]本發(fā)明對制備得到的纖維素醚進(jìn)行黏度和取代度的測試。本發(fā)明對所述黏度和取代度測試的方法沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于測試?yán)w維素醚的黏度和取代度的技術(shù)方案即可。本發(fā)明提供的纖維素醚的黏度最高為340mpa.s，取代度達(dá)0.98。
[0049]本發(fā)明提供了一種纖維素醚的制備方法，將纖維素濕漿和有機(jī)溶劑混合，得到混合物，所述纖維素濕漿的重量含水量為IOwt.%~60wt.% ;將所述混合物與堿性物質(zhì)混合，進(jìn)行堿化反應(yīng)，得到堿化產(chǎn)物；將所述堿化產(chǎn)物與醚化劑進(jìn)行醚化反應(yīng)，得到纖維素醚。本發(fā)明以重量含水量IOwt.%~60wt.%的纖維素濕漿為原料，用有機(jī)溶劑對所述纖維素濕漿進(jìn)行洗滌，使有機(jī)溶劑和水在纖維素表面充分交換，將纖維素濕漿中的水轉(zhuǎn)移到有機(jī)溶劑中，這樣既省去了纖維素濕漿干燥的步驟，降低了成本；又避免了干燥過程中對纖維素結(jié)構(gòu)的破壞，使得到的纖維素醚具有較高的黏度和較高的取代度。另外，本發(fā)明提供的方法將從纖維素濕漿中置換出來的水，用于堿化反應(yīng)過程中，使水得到了充分利用，降低了生產(chǎn)成本。
[0050]為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的一種纖維素醚的制備方法進(jìn)行詳細(xì)地描述，但不能將它們理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0051]實(shí)施例1[0052]將玉米芯依次進(jìn)行酸解、堿解和漂白，得到75g重量含水量為53.45%的玉米芯纖維素濕漿，將該玉米芯纖維素濕漿置于250mL的三口瓶中，再向其中加入300g無水乙醇和無水異丙醇的混合溶液，其中，無水乙醇與無水異丙醇的體積比為1:4，將得到的混合物在常溫下機(jī)械攪拌2h，然后固液分離，得到含水的醇溶液和纖維素固體；
[0053]將20g NaOH置于裝有含水的醇溶液的三口瓶中，在30°C下機(jī)械攪拌Ih溶解NaOH，待NaOH完全溶解后，將得到的纖維素固體置于所述三口瓶中，在25°C下機(jī)械攪拌，進(jìn)行堿化反應(yīng)2h ;然后，在30min內(nèi)向其中加入30g質(zhì)量濃度為50%的氯乙酸溶液，將體系升溫至55 °C，進(jìn)行醚化反應(yīng)Ih，再升溫至75 °C繼續(xù)醚化反應(yīng)Ih，反應(yīng)結(jié)束后冷卻，將醚化產(chǎn)物固液分離，得到纖維素醚粗產(chǎn)品和溶劑；
[0054]將得到的溶劑進(jìn)行蒸餾回收；
[0055]將得到的纖維素醚粗產(chǎn)品調(diào)節(jié)pH值為6，然后用質(zhì)量濃度為80%的乙醇洗滌兩次，再將洗滌后的纖維素醚粗產(chǎn)品進(jìn)行干燥，得到纖維素醚。
[0056]本發(fā)明將得到的纖維素醚進(jìn)行黏度和取代度的測試，結(jié)果如表1所示，表1為本發(fā)明實(shí)施例和比較例得到的纖維素醚的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0057]實(shí)施例2
[0058]將玉米芯依次進(jìn)行酸解、堿解和漂白后,得到100g重量含水量為56.54wt.%的玉米芯纖維素濕漿，將該玉米芯纖維素濕漿置于500mL的三口瓶中，再向其中加入400g質(zhì)量濃度為90%的乙醇和質(zhì)量濃度為90%的異丙醇的混合溶液，其中，乙醇和異丙醇的體積比為1: 4，將得到的混合物在常溫下機(jī)械攪拌2h，然后固液分離，得到含水的醇溶液和纖維素固體；
[0059]將30g NaOH固體置于裝有含水的醇溶液的三口瓶中，在25°C機(jī)械攪拌溶解NaOH，待NaOH完全溶解后，將得到的纖維素固體置于所述三口瓶中，30°C下機(jī)械攪拌，進(jìn)行堿化反應(yīng)2h，然后在30min內(nèi)向其中加入40g質(zhì)量濃度為50%的氯乙酸溶液，將體系升溫至55 °C，進(jìn)行醚化反應(yīng)Ih，再升溫至75 °C繼續(xù)醚化反應(yīng)Ih，反應(yīng)結(jié)束后冷卻，將醚化產(chǎn)物固液分離，得到纖維素醚粗產(chǎn)品和溶劑；[0060]將得到的溶劑進(jìn)行蒸餾回收；
[0061]將得到的纖維素醚粗產(chǎn)品調(diào)節(jié)pH值為9，然后用質(zhì)量濃度為80%的乙醇洗滌纖維素醚粗產(chǎn)品兩次，再將洗滌后的纖維素醚粗產(chǎn)品進(jìn)行干燥，得到纖維素醚。
[0062]本發(fā)明將得到的纖維素醚進(jìn)行黏度和取代度的測試，結(jié)果如表1所示，表1為本發(fā)明實(shí)施例和比較例得到的纖維素醚的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0063]實(shí)施例3
[0064]將玉米芯依次進(jìn)行酸解、堿解和漂白后,得到200g重量含水量為51.23wt.%的玉米芯纖維素濕漿，將該玉米芯纖維素濕漿置于1000mL的三口瓶中，再向其中加入900g無水乙醇和無水異丙醇的混合溶液，其中，無水乙醇和無水異丙醇的體積比為1:4，常溫下機(jī)械攪拌2h，然后固液分離，得到含水的醇溶液和纖維素固體；
[0065]將60g NaOH固體置于裝有含水的醇溶液的三口瓶中，在30°C下機(jī)械攪拌Ih溶解NaOHdt NaOH完全溶解后，將纖維素固體置于所述三口瓶中，在30°C下機(jī)械攪拌堿化反應(yīng)2h，然后在30min內(nèi)加入90g質(zhì)量濃度為50%的氯乙酸溶液，將體系升溫至55°C，進(jìn)行醚化反應(yīng)lh，再升溫至75°C繼續(xù)醚化反應(yīng)lh，反應(yīng)結(jié)束后冷卻，將醚化產(chǎn)物固液分離，得到纖維素醚粗產(chǎn)品和溶劑；
[0066]將得到的溶劑進(jìn)行蒸餾回收；
[0067]將得到的纖維素醚粗產(chǎn)品調(diào)節(jié)pH值為7，然后用質(zhì)量濃度為80%的乙醇洗滌纖維素醚粗產(chǎn)品兩次，再將洗滌后的纖維素醚粗產(chǎn)品進(jìn)行干燥，得到纖維素醚。
[0068]本發(fā)明將得到的纖維素醚進(jìn)行黏度和取代度的測試，結(jié)果如表1所示，表1為本發(fā)明實(shí)施例和比較例得到的纖維素醚的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0069]實(shí)施例4
[0070]將玉米芯依次經(jīng)過酸解、堿解和漂白后，得到200g重量含水量為51.23wt.%的玉米芯纖維素濕漿，將該玉米芯纖維素濕漿置于1000mL的三口瓶中，再向其中加入900g質(zhì)量濃度為95%的乙醇和質(zhì)量濃度為95%的甲苯的混合溶液，其中，乙醇和甲苯的體積比為1: 4，常溫下機(jī)械攪拌2h，然后固液分離，得到含水的有機(jī)溶劑以及纖維素固體；
[0071]將得到的含水的有機(jī)溶劑和纖維素固體混合后，再將60g NaOH固體置于裝有含水的有機(jī)溶劑和纖維素固體的三口瓶中，在30°C下機(jī)械攪拌，進(jìn)行堿化反應(yīng)2h，然后在30min內(nèi)再向其中加入90g質(zhì)量濃度為50%的氯乙酸溶液，將體系升溫至55°C，進(jìn)行醚化反應(yīng)lh，再升溫至75°C繼續(xù)醚化反應(yīng)lh，反應(yīng)結(jié)束后冷卻，將醚化產(chǎn)物固液分離，得到纖維素醚粗產(chǎn)品和溶劑；
[0072]將得到的溶劑進(jìn)行蒸餾回收；
[0073]將得到的纖維素醚粗產(chǎn)品調(diào)節(jié)pH值為8，然后用質(zhì)量濃度為80%的乙醇洗滌纖維素醚粗產(chǎn)品兩次，再將洗滌后的纖維素醚粗產(chǎn)品進(jìn)行干燥，得到纖維素醚。
[0074]本發(fā)明將得到的纖維素醚進(jìn)行黏度和取代度的測試，結(jié)果如表1所示，表1為本發(fā)明實(shí)施例和比較例得到的纖維素醚的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0075]實(shí)施例5
[0076]將玉米芯依次進(jìn)行酸解、堿解和漂白后,得到200g重量含水量為IOwt.%的玉米芯纖維素濕漿，將該玉米芯纖維素濕漿置于1000mL的三口瓶中，再向其中加入900g質(zhì)量濃度為90%乙醇和質(zhì)量濃度為90%異丙醇的混合溶液，其中，乙醇和異丙醇的體積比為1: 4，常溫下機(jī)械攪拌2h，然后固液分離，得到含水的醇溶液和纖維素固體；
[0077]將60g NaOH固體置于裝有含水的醇溶液的三口瓶中，在30°C下機(jī)械攪拌Ih溶解NaOHdt NaOH完全溶解后，將纖維素固體置于所述三口瓶中，在30°C下機(jī)械攪拌堿化反應(yīng)2h，然后在30min內(nèi)加入90g質(zhì)量濃度為50%的氯乙酸溶液，將體系升溫至55°C，進(jìn)行醚化反應(yīng)lh，再升溫至75°C繼續(xù)醚化反應(yīng)lh，反應(yīng)結(jié)束后冷卻，將醚化產(chǎn)物固液分離，得到纖維素醚粗產(chǎn)品和溶劑；
[0078]將得到的溶劑進(jìn)行蒸餾回收；
[0079]將得到的纖維素醚粗產(chǎn)品調(diào)節(jié)pH值為7，然后用質(zhì)量濃度為80%的乙醇洗滌纖維素醚粗產(chǎn)品兩次，再將洗滌后的纖維素醚粗產(chǎn)品進(jìn)行干燥，得到纖維素醚。
[0080]本發(fā)明將得到的纖維素醚進(jìn)行黏度和取代度的測試，結(jié)果如表1所示，表1為本發(fā)明實(shí)施例和比較例得到的纖維素醚的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0081]比較例I
[0082]將玉米芯依次進(jìn)行酸解、堿解和漂白后,得到38g重量含水量為7.5wt.%的玉米芯纖維素濕漿，將該玉米芯纖維素濕漿置于250mL的三口瓶中，再向其中加入300g無水乙醇和無水異丙醇的混合溶液，其中，乙醇和異丙醇的體積比為1:4，將得到的混合物在常溫下機(jī)械攪拌2h，然后固液分離，得到含水的醇溶液和醇洗后的纖維素固體；
[0083]將20g NaOH固體置于裝有含水的醇溶液的三口瓶中，在30°C下機(jī)械攪拌Ih溶解NaOH,待NaOH完全溶解后，將得到的纖維素固體置于所述三口瓶中，在25°C下機(jī)械攪拌，進(jìn)行堿化反應(yīng)2h，然后在30 min內(nèi)加入30g質(zhì)量濃度為50%的氯乙酸溶液,將體系升溫至55°C，進(jìn)行醚化反應(yīng)lh，再升溫至75°C繼續(xù)醚化反應(yīng)lh，反應(yīng)結(jié)束后冷卻，將醚化產(chǎn)物固液分離，得到纖維素醚粗產(chǎn)品和溶劑；
[0084]將得到的溶劑進(jìn)行蒸餾回收；
[0085]將得到的纖維素醚粗產(chǎn)品調(diào)節(jié)pH值為6，然后用質(zhì)量濃度為80%的乙醇洗滌纖維素醚粗產(chǎn)品兩次，再將洗滌后的纖維素醚粗產(chǎn)品進(jìn)行干燥，得到纖維素醚。
[0086]本發(fā)明將得到的纖維素醚進(jìn)行黏度和取代度的測試，結(jié)果如表1所示，表1為本發(fā)明實(shí)施例和比較例得到的纖維素醚的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0087]比較例2
[0088]將玉米芯依次進(jìn)行酸解、堿解和漂白后,得到47g重量含水量為8wt.%的玉米芯纖維素濕漿，將該玉米芯纖維素濕漿置于500mL的三口瓶中，再向其中加入400g質(zhì)量濃度為95%的乙醇和質(zhì)量濃度為95%的異丙醇的混合溶液，其中，乙醇和異丙醇的體積比為1: 4，將得到的混合物在常溫下機(jī)械攪拌2h，然后固液分離，得到含水的醇溶液以及醇洗后的纖維素固體；
[0089]將30g NaOH固體置于裝有含水的醇溶液的三口瓶中，在25°C下機(jī)械攪拌堿化反應(yīng)2h，然后在30min內(nèi)加入40g質(zhì)量濃度為50%的氯乙酸溶液，升溫至55°C，進(jìn)行醚化反應(yīng)lh，再升溫至75°C繼續(xù)醚化反應(yīng)lh，反應(yīng)結(jié)束后冷卻，將醚化產(chǎn)物固液分離，得到纖維素醚粗產(chǎn)品和溶劑；
[0090]將得到的溶劑進(jìn)行蒸餾回收；
[0091]將得到的纖維素醚粗產(chǎn)品調(diào)節(jié)pH值為9，然后用質(zhì)量濃度為80%的乙醇洗滌兩次，再將洗滌后的纖維素醚粗產(chǎn)品進(jìn)行干燥，得到纖維素醚。[0092]本發(fā)明將得到的纖維素醚進(jìn)行黏度和取代度的測試，結(jié)果如表1所示，表1為本發(fā)明實(shí)施例和比較例得到的纖維素醚的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0093]比較例3
[0094]將玉米芯依次進(jìn)行酸解、堿解和漂白后,得到103g重量含水量為5.1wt.%的玉米芯纖維素濕漿，將該玉米芯纖維素濕漿置于1000mL的三口瓶中，再向其中加入900g質(zhì)量濃度為95%乙醇和質(zhì)量濃度為95%異丙醇的混合溶液，其中，乙醇和異丙醇的體積比為1: 4，將得到的混合物在常溫下機(jī)械攪拌2h，然后固液分離，得到含水的醇溶液和醇洗后的纖維素固體；
[0095]將60g NaOH固體置于裝有含水的醇溶液的三口瓶中，在30°C下機(jī)械攪拌Ih溶解NaOH,待NaOH完全溶解后，將得到的纖維素固體置于所述三口瓶中，在30°C下機(jī)械攪拌，進(jìn)行堿化反應(yīng)2h，然后在30min內(nèi)加入90g質(zhì)量濃度為50%的氯乙酸溶液,將體系升溫至55°C，進(jìn)行醚化反應(yīng)lh，再升溫至75°C繼續(xù)醚化反應(yīng)lh，反應(yīng)結(jié)束后冷卻，將醚化產(chǎn)物固液分離，得到纖維素醚粗產(chǎn)品和溶劑；
[0096]將得到的溶劑進(jìn)行蒸餾回收；
[0097]將得到的纖維素醚粗產(chǎn)品調(diào)節(jié)pH值為7，然后用質(zhì)量濃度為85%的乙醇洗滌兩次，再將洗滌后的纖維素醚粗產(chǎn)品進(jìn)行干燥，得到纖維素醚。
[0098]本發(fā)明將得到的纖維素醚進(jìn)行黏度和取代度的測試，結(jié)果如表1所示，表1為本發(fā)明實(shí)施例和比較例得到的纖維素醚的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0099]表1本發(fā)明實(shí)施例和比較例得到的纖維素醚的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0100]
【權(quán)利要求】
1.一種纖維素醚的制備方法，包括以下步驟: a)將纖維素濕漿和有機(jī)溶劑混合，得到混合物，所述纖維素濕漿的重量含水量為1Owt.% ~60wt.% ； b)將所述步驟a)得到的混合物與堿性物質(zhì)混合，進(jìn)行堿化反應(yīng)，得到堿化產(chǎn)物； c)所述步驟b)得到的堿化產(chǎn)物與醚化劑進(jìn)行醚化反應(yīng)，得到纖維素醚。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟a)中纖維素濕漿的重量含水量為 20wt.% ~58wt.%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟a)中有機(jī)溶劑包括醇類化合物和苯類化合物中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟b)具體為: bl)將所述步驟a)得到的混合物進(jìn)行固液分離，得到含水的有機(jī)溶劑和纖維素固體； b2)將堿性物質(zhì)溶于所述步驟bl)得到的含水的有機(jī)溶劑中，再與纖維素固體混合進(jìn)行堿化反應(yīng)，得到堿化產(chǎn)物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟a)中有機(jī)溶劑和纖維素濕漿的質(zhì)量比為3~5:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟a)中混合的溫度為10°C~40 0C ； 所述步驟a)中混合的時間為0.5h~2h。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟b)中堿性物質(zhì)和纖維素固體的摩爾比為2.5~3.5:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟b)中堿化反應(yīng)的溫度為15?~35? ； 所述步驟b)中堿化反應(yīng)的時間為Ih~3h。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟c)中醚化劑與纖維素固體的摩爾比為1.5~2:1。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟C)中醚化反應(yīng)的溫度為50°C~80°C ； 所述步驟c)中醚化反應(yīng)的時間為2h~4h。
【文檔編號】C08B11/02GK103724436SQ201310653775
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】唐一林, 江成真, 鄭應(yīng)福, 王芳芳, 韓文彬, 高紹豐 申請人:濟(jì)南圣泉集團(tuán)股份有限公司