CN103724436A - 一种纤维素醚的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种纤维素醚的制备方法，将纤维素湿浆和有机溶剂混合，得到混合物，所述纤维素湿浆的重量含水量为10wt.%～60wt.%；将所述混合物与碱性物质混合，进行碱化反应，得到碱化产物；将所述碱化产物与醚化剂进行醚化反应，得到纤维素醚。本发明采用的纤维素湿浆通过有机溶剂洗涤的方法，使有机溶剂和水在纤维素表面充分交换，将纤维素湿浆中的水转移到有机溶剂中，这样既省去了纤维素湿浆干燥的步骤，降低了成本；又避免了干燥过程中对纤维素的结构的破坏，使得到的纤维素醚具有较高的黏度和较高的取代度。

Description

一种纤维素醚的制备方法

技术领域

本发明涉及有机合成的技术领域，尤其涉及一种纤维素醚的制备方法。

背景技术

纤维素是一种复杂的多糖，由8000至10000个葡萄糖残基通过β-1,4-糖苷键连接而成。纤维素醚以纤维素为原料，经碱化反应和醚化反应而生成的。纤维素醚在现代工业中具有较广泛的应用，作为缓凝剂、粘结剂和增稠剂应用于建筑和涂料行业；作为增强剂和稳定剂应用于造纸行业；作为上浆剂、匀染剂和增稠剂应用于纺织行业；作为稳定增粘剂和乳化剂应用于日用化学品行业等。

纤维素醚的生产工艺分为水媒法和溶媒法。水媒法以水作为反应介质，将纤维素进行碱化反应和醚化反应，得到纤维素醚。水媒法的反应过程中传热、传质不均匀，且反应系统中水含量较大，导致副反应加剧，副产物过多，限制了其广泛应用，并促使人们开发了以有机溶剂为反应介质的溶媒法。溶媒法在有机溶剂为反应介质的条件下，将纤维素进行碱化反应和醚化反应，制备纤维素醚的工艺方法。溶媒法的反应过程中传热、传质迅速且均匀，使主反应加快，副反应减少。

溶媒法制备纤维素醚时，在碱性条件下，水会导致醚化剂和碱性物质生成较多的副产物，这不仅消耗了碱性物质和醚化剂，降低了醚化度；而且副产物的生成降低了纤维素醚的纯度，因此，现有技术公开的溶媒法制备纤维素醚要求纤维素浆料的含水量小于10wt.%。为了达到上述纤维素浆料的含水量的要求，现有技术中一般采用干燥的方法控制纤维素原料的含水量，这不仅需要昂贵的干燥设备，而且还需要大量的热能将纤维素原料中的水分除去，干燥后的纤维素原料容易形成大量坚硬的块状结构，导致制备纤维素醚过程中有机溶剂难以渗入到干燥后的纤维素原料内部，造成反应结束后有较多未反应完全的颗粒状的“夹生”现象，使得到的纤维素醚的黏度降低和取代度下降。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种纤维素醚的制备方法，本发明提供的纤维素醚具有较高的黏度和较高的取代度。

本发明提供了一种纤维素醚的制备方法，包括以下步骤：

a)将纤维素湿浆和有机溶剂混合，得到混合物，所述纤维素湿浆的重量含水量为10wt.%～60wt.%；

b)所述步骤a)得到的混合物与碱性物质混合，进行碱化反应，得到碱化产物；

c)所述步骤b)得到的碱化产物与醚化剂进行醚化反应，得到纤维素醚。

优选地，所述步骤a)中纤维素湿浆的重量含水量为20wt.%～58wt.%。

优选地，所述步骤a)中有机溶剂包括醇类化合物和苯类化合物中的一种或多种。

优选地，所述步骤b)具体为：

b1)将所述步骤a)得到的混合物进行固液分离，得到含水的有机溶剂和纤维素固体；

b2)将碱性物质溶于所述步骤b1)得到的含水的有机溶剂中，再与纤维素固体混合进行碱化反应，得到碱化产物。

优选地，所述步骤a)中有机溶剂和纤维素湿浆的质量比为3～5:1。

优选地，所述步骤a)中混合的温度为10℃～40℃；

所述步骤a)中混合的时间为0.5h～2h。

优选地，所述步骤b)中碱性物质和纤维素固体的摩尔比为2.5～3.5:1。

优选地，所述步骤b)中碱化反应的温度为15℃～35℃；

所述步骤b)中碱化反应的时间为1h～3h。

优选地，所述步骤c)中醚化剂与纤维素固体的摩尔比为1.5～2:1。

优选地，所述步骤c)中醚化反应的温度为50℃～80℃；

所述步骤c)中醚化反应的时间为2h～4h。

本发明提供了一种纤维素醚的制备方法，将纤维素湿浆和有机溶剂混合，得到混合物，所述纤维素湿浆的重量含水量为10wt.%～60wt.%；将所述混合物与碱性物质混合，进行碱化反应，得到碱化产物；将所述碱化产物与醚化剂进行醚化反应，得到纤维素醚。本发明以重量含水量10wt.%～60wt.%的纤维素湿浆为原料，用有机溶剂对所述纤维素湿浆进行洗涤，使有机溶剂和水在纤维素表面充分交换，将纤维素湿浆中的水转移到有机溶剂中，这样既省去了纤维素湿浆干燥的步骤，降低了成本；又避免了干燥过程中对纤维素结构的破坏，使得到的纤维素醚具有较高的黏度和较高的取代度。另外，本发明提供的方法将从纤维素湿浆中置换出来的水，用于碱化反应过程中，使水得到了充分利用，降低了生产成本。实验结果表明：本发明提供的方法制备得到的纤维素醚的黏度达340mpa.s，取代度达0.98。

具体实施方式

本发明提供了一种纤维素醚的制备方法，包括以下步骤：

a)将纤维素湿浆和有机溶剂混合，得到混合物，所述纤维素湿浆的重量含水量为10wt.%～60wt.%；

b)将所述步骤a)得到的混合物与碱性物质混合，进行碱化反应，得到碱化产物；

c)所述步骤b)得到的碱化产物与醚化剂进行醚化反应，得到纤维素醚。

本发明以重量含水量10wt.%～60wt.%的纤维素湿浆为原料，用有机溶剂对所述纤维素湿浆进行洗涤，使有机溶剂和水在纤维素表面充分交换，将纤维素湿浆中的水转移到有机溶剂中，使整个体系中的含水量与使用干料体系中的含水量是一致的，这样既省去了纤维素湿浆干燥的步骤，降低了成本；又避免了在干燥过程中对纤维素结构的破坏，使得到的纤维素醚具有较高的黏度和较高的取代度。

本发明将纤维素湿浆和有机溶剂混合，得到混合物，所述纤维素湿浆的重量含水量为10wt.%～60wt.%。本发明对所述纤维素湿浆和有机溶剂混合的顺序没有特殊的限制，优选将所述纤维素湿浆置于有机溶剂中，得到混合物。在本发明中，所述纤维素湿浆的重量含水量为10wt.%～60wt.%，优选为20wt.%～58wt.%，更优选为30wt.%～55wt.%，最优选为40wt.%～50wt.%。当所述纤维素湿浆的重量含水量大于60wt.%时，本发明优选将其通过脱水和/或干燥的方法，使纤维素湿浆的重量含水量为10wt.%～60wt.%。本发明对所述脱水的设备没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的脱水设备即可，如可以采用本领域技术人员熟知的离心机和/或压滤机。本发明对所述干燥的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的干燥技术方案即可。

本发明对所述纤维素湿浆的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的对含纤维素的原料进行处理得到纤维素湿浆即可。在本发明中，所述纤维素湿浆优选由含有纤维素的原料依次进行酸解、碱解和漂白处理得到。本发明对所述酸解、碱解和漂白的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的对含有纤维素的原料进行酸解、碱解和漂白的技术方案即可。在本发明中，所述含有纤维素的原料可以为纤维素湿浆与纤维素干浆的混合物。在本发明中，所述纤维素湿浆中纤维素优选包括农作物纤维素和木材纤维素中的一种或多种；更优选包括棉纤维素、马铃薯纤维素、甘蔗纤维素和秸秆纤维素中的一种或多种，最优选包括精制棉纤维素、甘蔗纤维素和玉米纤维素中的一种或多种。

在本发明中，所述有机溶剂优选包括醇类化合物和苯类化合物中的一种或多种，更优选包括甲醇、乙醇、异丙醇、甲苯和二甲苯中的一种或多种，最优选包括乙醇和异丙醇中的一种或两种。在本发明中，所述乙醇的质量浓度优选为90%～100%，更优选为95%～99%；所述异丙醇的质量浓度优选为90%～100%，更优选为95%～99%。在本发明中，所述有机溶剂和纤维素湿浆的质量比优选为3～5:1，更优选为3.5～4.5:1。

本发明对所述混合的设备没有特殊的限制，优选为三口瓶或漂洗釜。本发明对所述混合的方式没有特殊的限制，优选在搅拌的条件下进行混合。在本发明中，所述混合的时间优选为0.5h～2h；最优选为1h～1.5h；所述混合的温度优选为10℃～40℃，更优选为20℃～30℃。

得到混合物后，将所述混合物与碱性物质混合，进行碱化反应，得到碱化产物。本发明为了避免碱性物质在溶解的过程中产生的热量对碱化反应产生不良的影响，所述将所述混合物与碱性物质混合，进行碱化反应，得到碱化产物具体为：

b1)将所述步骤a)得到的混合物进行固液分离，得到含水的有机溶剂和纤维素固体；

b2)将碱性物质溶于所述步骤b1)得到的含水的有机溶剂中，再与纤维素固体混合进行碱化反应，得到碱化产物。

本发明优选将所述混合物进行固液分离，得到含水的有机溶剂和纤维素固体；再将碱性物质溶于所述含水的有机溶剂中，然后与纤维素固体混合，进行碱化反应，得到碱化产物。本发明对所述固液分离的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的固液分离技术方案即可。本发明优选采用离心机和/或压滤机对所述混合物进行固液分离，得到含水的有机溶剂和纤维素固体。

本发明优选在搅拌的条件下，将碱性物质溶于所述含水的有机溶剂中，将得到的碱性物质溶液与纤维素固体混合进行碱化反应，有利于碱化反应的彻底进行，得到碱化产物。本发明先将所述碱性物质溶于所述含水的有机溶剂中，将碱性物质溶解过程产生的热量散失，再将得到的碱性物质溶液与纤维素固体混合进行碱化反应，降低了安全隐患。在本发明中，所述碱性物质的溶解温度优选为15℃～35℃，更优选为20℃～30℃，最优选为25℃；所述碱性物质的溶解时间优选为30min～70min，更优选为50min～65min。本发明将所述碱性物质溶解在含水的有机溶剂中，有机溶剂将碱性物质溶解过程中产生的热量传出，降低了安全隐患。

在本发明中，所述碱性物质优选包括NaOH和KOH中的一种或两种，更优选为NaOH；所述碱性物质和纤维素固体的摩尔比优选为2.5～3.5:1，更优选为2.8～3.2:1。

在本发明中，所述碱化反应的温度优选为15℃～35℃，更优选为20℃～30℃，最优选为25℃；所述碱化反应的时间优选为1h～3h，更优选为1.5h～2.5h，最优选为2h。

得到碱化产物后，本发明将所述碱化产物与醚化剂进行醚化反应，得到纤维素醚。本发明对所述碱化产物和醚化剂的加入顺序没有特殊的限制，优选将所述碱化产物加入到醚化剂中进行醚化反应，得到纤维素醚。本发明优选以0.5g/min～5g/min的加料速率向所述碱化产物中加入所述醚化剂；更优选为1g/min～3g/min。本发明优选将碱化产物与醚化剂混合后加热至第一温度，进行第一醚化反应，再升温至第二温度，进行第二醚化反应，得到纤维素醚。在本发明中，所述第一温度优选为50℃～60℃，更优选为55℃；第一醚化反应时间优选为0.5h～1.5h，更优选为1h；所述第二温度优选为70℃～80℃，更优选为75℃；所述第二醚化反应时间优选为0.5h～1.5h，更优选为1h。

在本发明中，所述醚化剂优选包括一氯乙酸、一氯乙酸钠、氯甲烷和环氧丙烷中的一种或多种，更优选为一氯乙酸，最优选为质量浓度为45%～55%的一氯乙酸；所述醚化剂和纤维素固体的摩尔比优选为1.5～2:1，更优选为1.6～1.8:1。

完成醚化反应后，本发明优选将得到的醚化反应产物进行冷却后，固液分离，得到纤维素醚。本发明对所述冷却的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的冷却技术方案即可。在本发明中，所述冷却温度优选为10℃～40℃，更优选为15℃～30℃，最优选为20℃～25℃。

完成对所述醚化反应产物的冷却后，本发明优选将所述冷却后的醚化反应产物进行固液分离，得到纤维素醚粗产品和溶剂。本发明对所述固液分离的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的固液分离的技术方案即可。本发明优选采用离心机和/或压滤机进行固液分离，得到纤维素醚粗产品和溶剂。本发明优选将得到的溶剂进行蒸馏回收。本发明对所述蒸馏的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的蒸馏技术方案即可。

得到纤维素醚粗产品后，本发明优选调节所述纤维素醚粗产品的pH值，得到pH值为6～9的纤维素醚粗产品。本发明对调节所述纤维素醚粗产品的pH值的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的调节pH值的技术方案即可。

完成对纤维素醚粗产品pH值调节后，本发明优选将得到的pH值为6～9的纤维素醚粗产品进行洗涤和干燥，得到纤维素醚。本发明对所述洗涤的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的洗涤技术方案即可。本发明优选采用醇类化合物进行洗涤，更优选为乙醇；所述乙醇的质量浓度优选为75%～100%，更优选为80%～90%；所述洗涤的次数优选为2次～3次。本发明对所述干燥的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的干燥技术方案即可。

本发明制备得到的纤维素醚优选包括羧甲基纤维素醚、聚阴离子纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚、甲基纤维素醚和羟乙基纤维素醚中的一种或多种，更优选为羧甲基纤维素醚。

本发明对制备得到的纤维素醚进行黏度和取代度的测试。本发明对所述黏度和取代度测试的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的用于测试纤维素醚的黏度和取代度的技术方案即可。本发明提供的纤维素醚的黏度最高为340mpa.s，取代度达0.98。

本发明提供了一种纤维素醚的制备方法，将纤维素湿浆和有机溶剂混合，得到混合物，所述纤维素湿浆的重量含水量为10wt.%～60wt.%；将所述混合物与碱性物质混合，进行碱化反应，得到碱化产物；将所述碱化产物与醚化剂进行醚化反应，得到纤维素醚。本发明以重量含水量10wt.%～60wt.%的纤维素湿浆为原料，用有机溶剂对所述纤维素湿浆进行洗涤，使有机溶剂和水在纤维素表面充分交换，将纤维素湿浆中的水转移到有机溶剂中，这样既省去了纤维素湿浆干燥的步骤，降低了成本；又避免了干燥过程中对纤维素结构的破坏，使得到的纤维素醚具有较高的黏度和较高的取代度。另外，本发明提供的方法将从纤维素湿浆中置换出来的水，用于碱化反应过程中，使水得到了充分利用，降低了生产成本。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种纤维素醚的制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

将玉米芯依次进行酸解、碱解和漂白，得到75g重量含水量为53.45%的玉米芯纤维素湿浆，将该玉米芯纤维素湿浆置于250mL的三口瓶中，再向其中加入300g无水乙醇和无水异丙醇的混合溶液，其中，无水乙醇与无水异丙醇的体积比为1:4，将得到的混合物在常温下机械搅拌2h，然后固液分离，得到含水的醇溶液和纤维素固体；

将20g NaOH置于装有含水的醇溶液的三口瓶中，在30℃下机械搅拌1h溶解NaOH，待NaOH完全溶解后，将得到的纤维素固体置于所述三口瓶中，在25℃下机械搅拌，进行碱化反应2h；然后，在30min内向其中加入30g质量浓度为50%的氯乙酸溶液，将体系升温至55℃，进行醚化反应1h，再升温至75℃继续醚化反应1h，反应结束后冷却，将醚化产物固液分离，得到纤维素醚粗产品和溶剂；

将得到的溶剂进行蒸馏回收；

将得到的纤维素醚粗产品调节pH值为6，然后用质量浓度为80%的乙醇洗涤两次，再将洗涤后的纤维素醚粗产品进行干燥，得到纤维素醚。

本发明将得到的纤维素醚进行黏度和取代度的测试，结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例得到的纤维素醚的实验结果。

实施例2

将玉米芯依次进行酸解、碱解和漂白后，得到100g重量含水量为56.54wt.%的玉米芯纤维素湿浆，将该玉米芯纤维素湿浆置于500mL的三口瓶中，再向其中加入400g质量浓度为90%的乙醇和质量浓度为90%的异丙醇的混合溶液，其中，乙醇和异丙醇的体积比为1:4，将得到的混合物在常温下机械搅拌2h，然后固液分离，得到含水的醇溶液和纤维素固体；

将30g NaOH固体置于装有含水的醇溶液的三口瓶中，在25℃机械搅拌溶解NaOH，待NaOH完全溶解后，将得到的纤维素固体置于所述三口瓶中，30℃下机械搅拌，进行碱化反应2h，然后在30min内向其中加入40g质量浓度为50%的氯乙酸溶液，将体系升温至55℃，进行醚化反应1h，再升温至75℃继续醚化反应1h，反应结束后冷却，将醚化产物固液分离，得到纤维素醚粗产品和溶剂；

将得到的溶剂进行蒸馏回收；

将得到的纤维素醚粗产品调节pH值为9，然后用质量浓度为80%的乙醇洗涤纤维素醚粗产品两次，再将洗涤后的纤维素醚粗产品进行干燥，得到纤维素醚。

本发明将得到的纤维素醚进行黏度和取代度的测试，结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例得到的纤维素醚的实验结果。

实施例3

将玉米芯依次进行酸解、碱解和漂白后，得到200g重量含水量为51.23wt.%的玉米芯纤维素湿浆，将该玉米芯纤维素湿浆置于1000mL的三口瓶中，再向其中加入900g无水乙醇和无水异丙醇的混合溶液，其中，无水乙醇和无水异丙醇的体积比为1:4，常温下机械搅拌2h，然后固液分离，得到含水的醇溶液和纤维素固体；

将60g NaOH固体置于装有含水的醇溶液的三口瓶中，在30℃下机械搅拌1h溶解NaOH，待NaOH完全溶解后，将纤维素固体置于所述三口瓶中，在30℃下机械搅拌碱化反应2h，然后在30min内加入90g质量浓度为50%的氯乙酸溶液，将体系升温至55℃，进行醚化反应1h，再升温至75℃继续醚化反应1h，反应结束后冷却，将醚化产物固液分离，得到纤维素醚粗产品和溶剂；

将得到的溶剂进行蒸馏回收；

将得到的纤维素醚粗产品调节pH值为7，然后用质量浓度为80%的乙醇洗涤纤维素醚粗产品两次，再将洗涤后的纤维素醚粗产品进行干燥，得到纤维素醚。

本发明将得到的纤维素醚进行黏度和取代度的测试，结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例得到的纤维素醚的实验结果。

实施例4

将玉米芯依次经过酸解、碱解和漂白后，得到200g重量含水量为51.23wt.%的玉米芯纤维素湿浆，将该玉米芯纤维素湿浆置于1000mL的三口瓶中，再向其中加入900g质量浓度为95%的乙醇和质量浓度为95%的甲苯的混合溶液，其中，乙醇和甲苯的体积比为1:4，常温下机械搅拌2h，然后固液分离，得到含水的有机溶剂以及纤维素固体；

将得到的含水的有机溶剂和纤维素固体混合后，再将60g NaOH固体置于装有含水的有机溶剂和纤维素固体的三口瓶中，在30℃下机械搅拌，进行碱化反应2h，然后在30min内再向其中加入90g质量浓度为50%的氯乙酸溶液，将体系升温至55℃，进行醚化反应1h，再升温至75℃继续醚化反应1h，反应结束后冷却，将醚化产物固液分离，得到纤维素醚粗产品和溶剂；

将得到的溶剂进行蒸馏回收；

将得到的纤维素醚粗产品调节pH值为8，然后用质量浓度为80%的乙醇洗涤纤维素醚粗产品两次，再将洗涤后的纤维素醚粗产品进行干燥，得到纤维素醚。

本发明将得到的纤维素醚进行黏度和取代度的测试，结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例得到的纤维素醚的实验结果。

实施例5

将玉米芯依次进行酸解、碱解和漂白后，得到200g重量含水量为10wt.%的玉米芯纤维素湿浆，将该玉米芯纤维素湿浆置于1000mL的三口瓶中，再向其中加入900g质量浓度为90%乙醇和质量浓度为90%异丙醇的混合溶液，其中，乙醇和异丙醇的体积比为1:4，常温下机械搅拌2h，然后固液分离，得到含水的醇溶液和纤维素固体；

将60g NaOH固体置于装有含水的醇溶液的三口瓶中，在30℃下机械搅拌1h溶解NaOH，待NaOH完全溶解后，将纤维素固体置于所述三口瓶中，在30℃下机械搅拌碱化反应2h，然后在30min内加入90g质量浓度为50%的氯乙酸溶液，将体系升温至55℃，进行醚化反应1h，再升温至75℃继续醚化反应1h，反应结束后冷却，将醚化产物固液分离，得到纤维素醚粗产品和溶剂；

将得到的溶剂进行蒸馏回收；

将得到的纤维素醚粗产品调节pH值为7，然后用质量浓度为80%的乙醇洗涤纤维素醚粗产品两次，再将洗涤后的纤维素醚粗产品进行干燥，得到纤维素醚。

本发明将得到的纤维素醚进行黏度和取代度的测试，结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例得到的纤维素醚的实验结果。

比较例1

将玉米芯依次进行酸解、碱解和漂白后，得到38g重量含水量为7.5wt.%的玉米芯纤维素湿浆，将该玉米芯纤维素湿浆置于250mL的三口瓶中，再向其中加入300g无水乙醇和无水异丙醇的混合溶液，其中，乙醇和异丙醇的体积比为1:4，将得到的混合物在常温下机械搅拌2h，然后固液分离，得到含水的醇溶液和醇洗后的纤维素固体；

将20g NaOH固体置于装有含水的醇溶液的三口瓶中，在30℃下机械搅拌1h溶解NaOH，待NaOH完全溶解后，将得到的纤维素固体置于所述三口瓶中，在25℃下机械搅拌，进行碱化反应2h，然后在30min内加入30g质量浓度为50%的氯乙酸溶液，将体系升温至55℃，进行醚化反应1h，再升温至75℃继续醚化反应1h，反应结束后冷却，将醚化产物固液分离，得到纤维素醚粗产品和溶剂；

将得到的溶剂进行蒸馏回收；

将得到的纤维素醚粗产品调节pH值为6，然后用质量浓度为80%的乙醇洗涤纤维素醚粗产品两次，再将洗涤后的纤维素醚粗产品进行干燥，得到纤维素醚。

本发明将得到的纤维素醚进行黏度和取代度的测试，结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例得到的纤维素醚的实验结果。

比较例2

将玉米芯依次进行酸解、碱解和漂白后，得到47g重量含水量为8wt.%的玉米芯纤维素湿浆，将该玉米芯纤维素湿浆置于500mL的三口瓶中，再向其中加入400g质量浓度为95%的乙醇和质量浓度为95%的异丙醇的混合溶液，其中，乙醇和异丙醇的体积比为1:4，将得到的混合物在常温下机械搅拌2h，然后固液分离，得到含水的醇溶液以及醇洗后的纤维素固体；

将30g NaOH固体置于装有含水的醇溶液的三口瓶中，在25℃下机械搅拌碱化反应2h，然后在30min内加入40g质量浓度为50%的氯乙酸溶液，升温至55℃，进行醚化反应1h，再升温至75℃继续醚化反应1h，反应结束后冷却，将醚化产物固液分离，得到纤维素醚粗产品和溶剂；

将得到的溶剂进行蒸馏回收；

将得到的纤维素醚粗产品调节pH值为9，然后用质量浓度为80%的乙醇洗涤两次，再将洗涤后的纤维素醚粗产品进行干燥，得到纤维素醚。

本发明将得到的纤维素醚进行黏度和取代度的测试，结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例得到的纤维素醚的实验结果。

比较例3

将玉米芯依次进行酸解、碱解和漂白后，得到103g重量含水量为5.1wt.%的玉米芯纤维素湿浆，将该玉米芯纤维素湿浆置于1000mL的三口瓶中，再向其中加入900g质量浓度为95%乙醇和质量浓度为95%异丙醇的混合溶液，其中，乙醇和异丙醇的体积比为1:4，将得到的混合物在常温下机械搅拌2h，然后固液分离，得到含水的醇溶液和醇洗后的纤维素固体；

将60g NaOH固体置于装有含水的醇溶液的三口瓶中，在30℃下机械搅拌1h溶解NaOH，待NaOH完全溶解后，将得到的纤维素固体置于所述三口瓶中，在30℃下机械搅拌，进行碱化反应2h，然后在30min内加入90g质量浓度为50%的氯乙酸溶液，将体系升温至55℃，进行醚化反应1h，再升温至75℃继续醚化反应1h，反应结束后冷却，将醚化产物固液分离，得到纤维素醚粗产品和溶剂；

将得到的溶剂进行蒸馏回收；

将得到的纤维素醚粗产品调节pH值为7，然后用质量浓度为85%的乙醇洗涤两次，再将洗涤后的纤维素醚粗产品进行干燥，得到纤维素醚。

本发明将得到的纤维素醚进行黏度和取代度的测试，结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例得到的纤维素醚的实验结果。

表1本发明实施例和比较例得到的纤维素醚的实验结果

表1可以看出，本发明制备得到的纤维素醚的黏度最高达340mpa.s，取代度达到0.98；而比较例制备得到的纤维素醚的黏度只有210mpa.s，取代度为0.92。

由以上实施例可知，本发明提供了一种纤维素醚的制备方法，将纤维素湿浆和有机溶剂混合，得到混合物，所述纤维素湿浆的重量含水量为10wt.%～60wt.%；将所述混合物与碱性物质混合，进行碱化反应，得到碱化产物；将所述碱化产物与醚化剂进行醚化反应，得到纤维素醚。本发明以重量含水量10wt.%～60wt.%的纤维素湿浆为原料，用有机溶剂对所述纤维素湿浆进行洗涤，使有机溶剂和水在纤维素表面充分交换，将纤维素湿浆中的水转移到有机溶剂中，这样既省去了纤维素湿浆干燥的步骤，降低了成本；又避免了干燥过程中对纤维素结构的破坏，使得到的纤维素醚具有较高的黏度和较高的取代度。另外，本发明提供的方法将从纤维素湿浆中置换出来的水，用于碱化反应过程中，使水得到了充分利用，降低了生产成本。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种纤维素醚的制备方法，包括以下步骤：

a)将纤维素湿浆和有机溶剂混合，得到混合物，所述纤维素湿浆的重量含水量为10wt.%～60wt.%；

b)将所述步骤a)得到的混合物与碱性物质混合，进行碱化反应，得到碱化产物；

c)所述步骤b)得到的碱化产物与醚化剂进行醚化反应，得到纤维素醚。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中纤维素湿浆的重量含水量为20wt.%～58wt.%。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中有机溶剂包括醇类化合物和苯类化合物中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)具体为：

b1)将所述步骤a)得到的混合物进行固液分离，得到含水的有机溶剂和纤维素固体；

b2)将碱性物质溶于所述步骤b1)得到的含水的有机溶剂中，再与纤维素固体混合进行碱化反应，得到碱化产物。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中有机溶剂和纤维素湿浆的质量比为3～5:1。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中混合的温度为10℃～40℃；

所述步骤a)中混合的时间为0.5h～2h。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)中碱性物质和纤维素固体的摩尔比为2.5～3.5:1。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)中碱化反应的温度为15℃～35℃；

所述步骤b)中碱化反应的时间为1h～3h。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤c)中醚化剂与纤维素固体的摩尔比为1.5～2:1。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤c)中醚化反应的温度为50℃～80℃；

所述步骤c)中醚化反应的时间为2h～4h。