專利名稱：竹漿粕為原料的高粘度高純度羧甲基纖維素生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種竹漿柏為原料生產(chǎn)高粘度高純度羧甲基纖維素(CMC)的方法。
背景技術(shù)：
工業(yè)制造羧甲基纖維素主要有水媒法和溶劑法。溶劑法利用惰性有機溶劑為反應介質(zhì)，克服了水媒法傳熱不好的固有弊病，反應均勻性得到改善，產(chǎn)品質(zhì)量好，因此已成為當今羧甲基纖維素生產(chǎn)的先進工藝。溶劑法采用惰性有機溶劑為反應介質(zhì)，按反應介質(zhì)用量的多少分為捏合法和淤漿法。捏合法由于溶劑用量少，對纖維素的浸潤和分散無法充分和完全，易存在反應不均勻的現(xiàn)象。淤漿法在高液比的條件下纖維素借助攪拌器與堿液或醚化劑充分接觸，進行均勻傳質(zhì)和傳熱，實現(xiàn)均勻堿化和醚化反應。工業(yè)上常用資源豐富的乙醇、異丙醇作為反應介質(zhì)。乙醇能與水和堿液相混溶，異丙醇能與水混溶與堿液基本不相混溶。以異丙醇為反應介質(zhì)，常選用高液比的淤漿法，在與堿液混合時則形成上下兩液層，纖維素分散于該體系中在攪拌下充分地與兩液相接觸，且在高液比的條件下與堿液或醚化·劑充分接觸，進行均勻傳質(zhì)和傳熱，實現(xiàn)均勻堿化和醚化反應，產(chǎn)品性能提高。而乙醇為反應介質(zhì)時，由于乙醇極性較大促使堿化纖維素發(fā)生水解而影響醚化反應，所以液比不宜過大，常選用捏合法。CN101220099B公告了以棉纖維為原料，采用70% -98%乙醇水溶液為反應介質(zhì)，捏合法制備高粘度羧甲基纖維素的方法。該法為提高粘度，堿化過程在惰性氣體保護下進行，采用氦氣、氬氣等不與原料發(fā)生反應且不使纖維素聚合度降解的惰性氣體。氦氣、氬氣等惰性氣體非常昂貴，工業(yè)生產(chǎn)無法操作。CN101033256A公告了采用異丙醇、乙醇、異丙醇/乙醇、丙酮、甲苯、乙醇/甲苯、異丙醇/甲苯、異丁醇等有機溶劑，其質(zhì)量濃度不小于80%的有機溶劑為反應介質(zhì)，淤漿法制備特高粘度羧甲基纖維素的技術(shù)。但為了獲得高粘度，采用的原料為聚合度大于2400的精制棉，堿化、醚化反應均在氮氣保護下進行，且醚化劑氯乙酸溶于有機溶劑成40% -60%的溶液。該法原料昂貴，工序繁瑣，從而大大提高了生產(chǎn)成本，且大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中氮氣保護操作性不強。CN102167749A公告了廣西大學的“用甘蔗渣制備高取代度高粘度羧甲基纖維素的方法”專利技術(shù)，用甘蔗渣為原料，經(jīng)球磨預處理，依次用O. 5% -5%硫酸、1% -5%氫氧化鈉溶液煮沸1-2小時，次氯酸鈉和雙氧水漂白液漂白、干燥后作為羧甲基化原料。精制纖維素原料以乙醇為反應介質(zhì)，淤漿法制備羧甲基纖維素。但通過添加交聯(lián)劑、二步加堿法實現(xiàn)高粘度。該法工序復雜，甘蔗渣經(jīng)物理化學方法處理后制得纖維，在制取纖維時需用酸、堿處理，污染了環(huán)境，且在堿化過程中添加交聯(lián)劑，在醚化過程中不斷加入含氫氧化鈉的乙醇溶液以實現(xiàn)高粘度。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是設(shè)計出一種以竹漿柏為原料，采用淤漿法生產(chǎn)高粘度、高純度羧甲基纖維素的方法。解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
本以竹漿柏為原料的高粘度高純度羧甲基纖維素生產(chǎn)方法，按如下步驟進行(I)備料用α -纖維素含量為87% -89%、聚合度為800-950的竹衆(zhòng)柏作纖維素原料，自然含水率8% _12%，從造紙廠生產(chǎn)的竹漿中求購獲得或用化學的、物理的、生物的方式自產(chǎn)中獲得；(2)對竹漿柏進行充分而均勻的分散將獲得的竹漿柏粉碎成粉狀，在反應釜中加入竹漿柏粉5重量份、再加入體積比為85% -95%的含水乙醇100重量份，攪拌10-20分鐘，使纖維素均勻分散在溶劑中；(3)纖維素的堿化在步驟(2)攪拌均勻充分分散的纖維素原料中加入5-8重量份NaOH，將NaOH配制成質(zhì)量比濃度為30%的水溶液，在常壓與20_30°C中攪拌lh，進行堿化反應，制成堿化纖維素；(4)堿化纖維素的醚化在步驟(3)制成的全部堿化纖維素中加入作為醚化劑的工業(yè)級氯乙酸7-10重量份，在常壓與50-80°C條件下醚化反應2小時，冷卻至室溫，用體積·比為80%醋酸水溶液中和至中性，抽濾，制得淡黃色醚化物；(5)羧甲基纖維素的制成將步驟⑷制得的醚化物進行常規(guī)的洗滌、壓濾，采用體積比為80%的含水乙醇洗滌3-4次，再用體積比為95%的乙醇洗滌1-2次，干燥、粉碎，最終制成白色或淡黃色粉末狀的羧甲基纖維素產(chǎn)品。所述的步驟(2)中用體積比為90%含水乙醇，加入量為150重量份，步驟(3)中NaOH的加入量為7重量份，步驟(4)中氯乙酸的加入量為9重量份，制得的羧甲基纖維素產(chǎn)品經(jīng)測定粘度> 5000mPas，以Cl計的氯化物質(zhì)量分數(shù)彡O. 1%。本發(fā)明的有益效果是采用α -纖維素含量87% -89%, α -纖維素為800-950的竹漿柏為纖維素原料，以極性較大的含水乙醇為反應介質(zhì)，不用捏合法而是用淤漿法制得粘度> 5000mPas，以Cl計的氯化物質(zhì)量分數(shù)< O. 1%的羧甲基纖維素。用與現(xiàn)有技術(shù)相比，以聚合度和α-纖維素含量低得多的原料，采用有悖常規(guī)和有違常理的工藝，竟能制備出如此高粘度、高純度CMC，確是產(chǎn)生了預料不到的技術(shù)效果。本發(fā)明纖維素原料來源豐富、價廉，生產(chǎn)成本大幅降低；反應介質(zhì)采用含水乙醇，洗滌溶劑也用含水乙醇，因此避免了反應溶劑和洗滌溶劑不同，需分別回收的繁雜工序，節(jié)能、省時、省勞，生產(chǎn)成本低。
具體實施例方式本發(fā)明下面結(jié)合實施例作進一步詳述現(xiàn)將參與反應的各原料及其重量份配比值的八項實施例列于下表
權(quán)利要求
1.ー種竹漿柏為原料的高粘度高純度羧甲基纖維素生產(chǎn)方法，其特征是按如下步驟進行 (1)備料用a-纖維素含量為87%-89%、聚合度為800-950的竹衆(zhòng)柏作纖維素原料，自然含水率8% -12%，從造紙廠生產(chǎn)的竹漿中求購獲得或用化學的、物理的、生物的方式自產(chǎn)中獲得； (2)對竹漿柏進行充分而均勻的分散將獲得的竹漿柏粉碎成粉狀，在反應釜中加入竹漿柏粉5重量份、再加入體積比為85% -95%的含水こ醇100重量份作溶劑，攪拌10-20分鐘，使纖維素均勻分散在溶劑中； (3)纖維素的堿化在步驟(2)攪拌均勻充分分散的纖維素原料中加入5-8重量份NaOH,將NaOH配制成質(zhì)量比濃度為30%的水溶液，在常壓與20_30°C中攪拌lh，進行堿化反應，制成堿化纖維素； (4)堿化纖維素的醚化在步驟(3)制成的全部堿化纖維素中加入作為醚化劑的エ業(yè)級氯こ酸7-10重量份，在常壓與50-80°C條件下醚化反應2小時，冷卻至室溫，用體積比為80 %醋酸水溶液中和至中性，抽濾，制得淡黃色醚化物； (5)羧甲基纖維素的制成將步驟(4)制得的醚化物進行常規(guī)的洗滌、壓濾，采用體積比為80%的含水こ醇洗滌3-4次，再用體積比為95%的こ醇洗滌1-2次，干燥、粉碎，最終制成白色或淡黃色粉末狀的羧甲基纖維素產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求I所述的竹漿柏為原料的高粘度高純度羧甲甲基纖維素生產(chǎn)方法，其特征是所述的步驟(2)中用體積比為90%含水こ醇作溶劑，步驟(3)中NaOH的加入量為7重量份，步驟(4)中氯こ酸的加入量為9重量份，制得的羧甲基纖維素產(chǎn)品經(jīng)測定粘度>5000mPas,以Cl計的氯化物質(zhì)量分數(shù)彡0. 1%。
全文摘要
一種竹漿粕為原料的高粘度高純度羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)方法，用5重量份(下同)竹漿粕、體積比濃度為90％的含水乙醇100份、質(zhì)量比濃度為30％的氫氧化鈉水溶液5-8份和工業(yè)級氯乙酸7-10份，經(jīng)堿化反應、醚化反應、乙醇洗滌、壓濾、烘干、粉碎即成，開創(chuàng)了α-纖維素含量低、聚合度低的原料生產(chǎn)出高粘度、高純度羧甲基纖維素鈉的先河，粘度＞5000mPas、純度以氯化物的Cl計質(zhì)量分數(shù)≤0.1％。本發(fā)明原料來源豐富、價廉，生產(chǎn)成本大幅降低。反應介質(zhì)采用含水乙醇，洗滌溶劑也是含水乙醇，避免了幾種有機溶劑混合用，又需分別回收的繁雜工序。工序少，節(jié)能、省時、省勞、生產(chǎn)成本低。
文檔編號C08B11/12GK102786600SQ20121031218
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者文桂峰, 童再康, 邵順流, 金貞福 申請人:浙江農(nóng)林大學