CN101560258A - 一种纤维素的溶剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纤维素的溶剂，涉及一种溶剂。本发明目的是提供一种纤维素的溶剂，这种溶剂可在室温下溶解纤维素。本发明的技术方案是，一种纤维素的溶剂，所述溶剂为1－丁基－3－甲基咪唑醋酸盐离子液体与二甲基亚砜助溶剂的复合溶剂。1－丁基－3－甲基咪唑醋酸盐离子液体与二甲基亚砜助溶剂的质量比为2∶1－1∶5。本发明适用于溶解纤维素的溶剂。
Description
技术领域：
本发明涉及一种溶剂，特别是一种室温下溶解纤维素的溶剂。
背景技术：
在应用过程中，纤维素大多需要预先溶解。但是，由于纤维素分子间和分子内庞大的氢键网络，纤维素极难溶于水及大多数有机溶剂中，这已成为纤维素开发应用的最大障碍。因此，开发有效的纤维素溶剂体系是解决这一难题的关键。多年来，人们一直努力寻找和开发合适的能使纤维素溶解的溶剂体系。迄今为止，已经工业应用的溶剂体系主要有粘胶法(NaOH/CS2体系)和N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)体系。粘胶法是生产粘胶丝和玻璃纸的传统工艺，目前仍占主导地位，但该方法由于大量使用重金属盐、CS2等有害化学物质造成环境污染并损害人体健康。虽然NMMO体系能够生产出似天然蚕丝一样的非衍生化纤维，但它存在成本高、有反应副产物、溶解条件苛刻等问题。其它已被研究的溶剂体系有DMAc/LiCl，TBAF/DMSO，DMF/N2O4，LiClO4·3H2O及LiSCN·2H2O等。虽然这些溶剂体系各有优点，但存在如下缺点：溶剂不稳定、成本高、有毒、难以回收及操作条件苛刻等。离子液体是近年来兴起的一种极具应用前景的“绿色”溶剂。与传统的有机溶剂相比，离子液体具有几乎可以忽略的蒸汽压、热稳定性高、极性强、不氧化、不燃烧、易回收等优良性能。近年来，人们已研究将离子液体作为溶解纤维素的溶剂，并且取得了重要的研究成果，如纤维素能够溶解在如下离子液体中：1-丁基-3-甲基咪唑氯化物(bmimCl)，1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物(amimCl)，1，3-二烷基咪唑甲酸盐([RR′im][HCOO])以及1-乙基-3-甲基咪唑烷基磷酸盐([emim][(MeO)2PO2])。尽管离子液体在纤维素溶解及均相处理方面的优势日益突出，但也有不足之处。例如，虽然1，3-二烷基咪唑氯化物(RR′imCl)是纤维素潜在的优良溶剂，但大多数RR′imCl离子液体在室温下是固体，溶解纤维素要在超过80℃以上的温度下进行(J.Am.Chem.Soc.，2002，124，4974-4975)。虽然amimCl和amimHCOO在室温下是液体，但只有将温度升至60℃，纤维素才开始溶解在amimCl中(Biomacromolecules，2004，5，266-268)；同时，amimHCOO的热稳定性较差，且易导致纤维素降解(Macromolecules 1991，24，6670-6679；Cellulose 1999，6，213-219)。
发明内容：
本发明是提供一种纤维素的溶剂，这种溶剂可在室温下溶解纤维素。本发明的技术方案是，一种纤维素的溶剂，其特征在于：所述溶剂为1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液体与二甲基亚砜助溶剂的复合溶剂。1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液体与二甲基亚砜助溶剂的质量比为2∶1-1∶5。本发明与现有技术比较具有溶解温度低(室温)、溶解度高、溶解速度快、操作方便的显著优点。
具体实施方式：
本发明首先筛选出对纤维素具有较强溶解能力的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐(bmimAc)，再筛选出可以与(bmimAc)互溶的助溶剂二甲基亚砜(DMSO)，然后将bmimAc与DMSO按一定的比例互溶形成的一种复合溶剂，经过大量试验，按bmimAc与DMSO的质量比为2∶1-1∶5制成的复合溶剂具有优良的溶解纤维素性能，实现了在室温下大剂量溶解纤维素的效果。
本发明有以下实施例：
1).实现了室温下纤维素的大剂量溶解，明显优于同等条件下的其它溶剂。例如：25℃时，微晶纤维素在bmimAc/DMSO(1∶1)中的溶解度可达到15.0％；在17℃时，微晶纤维素在bmimAc/DMSO(1∶5)中的溶解度可达到8.0％。除[emim][RR′PO2](25℃时能溶解2-4wt.％的纤维素)之外，其它溶剂在此温度下溶解纤维素的文献未见报道。
2).在35℃，具有高聚合度而且在其它溶剂中难溶的脱脂棉(聚合度DP＝1583)和天然棉(DP＝2179)均能容易地溶解在bmimAc/DMSO(1∶1)中，溶解度分别为6.0％和3.5％；85℃时的溶解度分别为12.5％和11.0％。
3).溶解速度快。在同等条件下，对纤维素的溶解速度明显高于其它溶剂。例如：25℃时，在bmimAc/DMSO(1∶3)中溶解9.0％的微晶纤维素可在15min内完成；40℃时，在bmimAc/DMSO(1∶3)中溶解9.0％的微晶纤维素可在5min内完成。
4).溶解温度低。与文献中报道的溶剂相比，纤维素的溶解温度更低。例如在17℃时，纤维素便能溶解在bmimAc/DMSO(1∶5)中。而文献报道的溶剂在此温度下不能溶解纤维素，具体情况如表1所示。
表1室温下微晶纤维素在不同溶剂中的溶解度
1.Green Chem.，2008，10，44-46
2.Biomacromolecules，2006，7，3295-3297
3.Macromolecules，2005，38，8272-8277
本发明的复合溶剂还具有以下优点：
1纤维素不需要进一步活化或预处理就能直接溶解于该溶剂中。
2.bmimAc/DMSO溶剂与纤维素不发生化学反应，并可回收循环使用。
3.无需特殊设备，操作简便安全。由于在室温下即可溶解纤维素，操作条件温和，溶剂体系性能稳定，不需要特别的安全技术投资，从而可以大大降低对操作设备的要求。相比之下，NMMO体系热稳定性差且易爆炸，溶解操作需要在130℃密闭状态下进行。
本发明的复合溶剂的制备方法：
1.操作条件是常压，bmimAc预先真空干燥，DMSO预先蒸馏。
2.按两者的质量之比(如1∶1)，称取所需量的bmimAc加入容器中，再称取所需量的DMSO，同样加入到该容器中，加盖密封。将bmimAc与DMSO混合均匀制成复合溶剂。溶解温度可根据需要自行选择。
3.将纤维素加入到盛有bmimAc/DMSO(如1∶1)的复合溶剂中，搅拌，直到纤维素完全溶解。纤维素的浓度可根据需要自行选择。
Claims (2)
1、一种纤维素的溶剂，其特征在于：所述溶剂为1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液体与二甲基亚砜助溶剂的复合溶剂。
2、如权利要求1所述的一种纤维素的溶解，其特征在于：1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液体与二甲基亚砜助溶剂的质量比为2∶1-1∶5。
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| CN102791911A (zh) * | 2010-03-05 | 2012-11-21 | 奥林巴斯株式会社 | 纤维素纳米纤维及其制造方法、复合树脂组合物、成型体 |
| CN103025814A (zh) * | 2010-07-07 | 2013-04-03 | 伊诺维亚薄膜有限公司 | 生产纤维素膜的方法 |
| CN103172754A (zh) * | 2013-04-07 | 2013-06-26 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种利用离子液体制备羧甲基纤维素的方法 |
| CN103554522A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-02-05 | 南开大学 | 一种可在室温条件下溶解纤维素的溶剂体系的制备方法 |
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| CN103172754A (zh) * | 2013-04-07 | 2013-06-26 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种利用离子液体制备羧甲基纤维素的方法 |
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