CN104479147A

CN104479147A - 一种纤维素混合酯颗粒的制备方法

Info

Publication number: CN104479147A
Application number: CN201410660726.8A
Authority: CN
Inventors: 周浩; 马宇平; 李怀奇; 李国政; 戴建国; 石伟民
Original assignee: China Tobacco Henan Industrial Co Ltd
Current assignee: China Tobacco Henan Industrial Co Ltd
Priority date: 2014-11-19
Filing date: 2014-11-19
Publication date: 2015-04-01

Abstract

本发明涉及一种纤维素混合酯颗粒的制备方法，其包括如下步骤：1）将纤维素溶于N,N-二甲基乙酰胺和氯化锂的混合液中，升温至50－100℃，在催化剂存在条件下，加入双乙烯酮和链烷酸酐，反应1－3h，反应结束后冷却至室温，得反应体系A；2）在反应体系A中加入温度50－80℃的热水以使固体颗粒析出，固液分离，取固体颗粒洗涤至中性，烘干后即得。本发明使用链烷酸酐和双乙烯酮来制备纤维素混合酯，采用物理沉淀的方法，以绿色无污染的水作为沉淀剂，控制纤维素混合酯的沉淀条件，一次性成型得到粒径范围在80－800微米的纤维素混合酯颗粒，在医疗、环保等领域潜在应用前景良好。

Description

一种纤维素混合酯颗粒的制备方法

技术领域

本发明属于材料化学与物理领域，具体涉及一种纤维素混合酯颗粒的制备方法。

背景技术

纤维素作为可持续发展的一大类天然高分子化合物，其性质及功能研究已经有深入和广泛的报道。为了赋予纤维素更多的性能，多种多样的改性研究及微粒制备也有广泛的报道，可以作为各种用途的功能材料，如纳米纤维素酯、纳米纤维素醚等微粒材料在建筑、医疗、环保等领域得到应用。目前，上述微粒材料集中于单功能基纤维素，如醋酸纤维素、羟乙基纤维素等，而对于含有两个、两个以上功能基改性的纤维素微粒材料的制备、性能研究则很少，其应用技术的开发也有待研究。另外，目前许多改性纤维素细微颗粒的制备过程通常包括化学和物理方法，其中化学方法常使用强酸或强碱，如硫酸、烧碱等，而物理方法常使用具有危害的有机溶剂，如甲醇等，对环境造成很大污染。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术不足，提供一种纤维素混合酯颗粒的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种纤维素混合酯颗粒的制备方法，其包括如下步骤：

1）将纤维素溶于N,N-二甲基乙酰胺和氯化锂的混合液中，升温至50－100℃，在催化剂存在条件下，加入双乙烯酮和链烷酸酐，反应1－3h，反应结束后冷却至室温，得反应体系A；

2）在反应体系A中加入温度50－80℃的热水以使固体颗粒析出（固体颗粒一次性成型析出），固液分离，取固体颗粒洗涤至中性，烘干后即得。

具体的，步骤1）中所述的催化剂为二甲基氨基吡啶，催化剂的添加量为纤维素重量的0.1－2%。

以摩尔比计，步骤1）中双乙烯酮的添加量为纤维素摩尔量的0.5－2倍；链烷酸酐的添加量为纤维素摩尔量的2－4倍。

所述链烷酸酐可以为乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐或己酸酐等。

步骤1）中氯化锂与纤维素的重量比为1：1－4；N,N-二甲基乙酰胺的添加量占纤维素、N,N-二甲基乙酰胺及氯化锂三者重量之和的5－10%。为了取得较好的溶解效果，可先将纤维素与N,N-二甲基乙酰胺混合，以使纤维素充分溶胀，再加入氯化锂。

步骤2）中热水（用作沉淀剂）的添加量优选为反应体系A体积的3－10倍。

本发明使用链烷酸酐和双乙烯酮来制备纤维素混合酯，采用物理沉淀的方法，控制纤维素混合酯的沉淀条件，能够得到粒径范围在80－800 微米的纤维素混合酯颗粒。

和现有技术相比，本发明的有益效果：

1）本发明使用链烷酸酐和双乙烯酮来制备纤维素混合酯，采用物理沉淀的方法，以绿色无污染的水作为沉淀剂，控制纤维素混合酯的沉淀条件，一次性成型获得粒径范围在80－800微米的纤维素混合酯颗粒。

2）本发明纤维素混合酯颗粒在制备过程中，没有使用强酸或强碱，作为沉淀剂的水也可以回收再利用，对环境产生的污染较少。采用本发明方法可以一次性成型获得所需粒径的纤维素混合酯颗粒，为下一步使用提供便利条件，减少或避免二次加工过程，在医疗、环保等领域均有良好的应用前景。

附图说明

图1为实施例1所得纤维素丁酸酯乙酰乙酸酯颗粒的核磁氢谱图；

图2为实施例5所得纤维素己酸酯乙酰乙酸酯颗粒的核磁氢谱图；

图3为实施例5所得纤维素己酸酯乙酰乙酸酯颗粒的扫描电镜结果。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并不局限于此。

实施例1

一种纤维素混合酯颗粒的制备方法，其包括如下步骤：

1）将纤维素溶于N,N-二甲基乙酰胺和氯化锂的混合液中，升温至90℃，先加入纤维素重量0.5%的二甲基氨基吡啶，再加入双乙烯酮和丁酸酐，反应1.5h，反应结束后冷却至室温，得反应体系A；其中，氯化锂与纤维素的重量比为1：2；N,N-二甲基乙酰胺的添加量占纤维素、N,N-二甲基乙酰胺及氯化锂三者重量之和的5%；双乙烯酮的添加量与纤维素摩尔量相同；丁酸酐的添加量为纤维素摩尔量的2倍。

2）在反应体系A中加入80℃的热水（热水添加量为反应体系A体积的5倍）以使固体颗粒析出，过滤，取固体颗粒洗涤至中性，烘干后即得白色纤维素丁酸酯乙酰乙酸酯颗粒。经核磁氢谱检测（见图1），丁酸基团取代度为1.83，乙酰乙酸基团取代度为1.02，总取代度2.85。经电镜检测，不同粒径的颗粒分布（质量百分比）见下表1。

实施例2－4

将步骤2）中热水温度80℃分别更换为70℃、60℃、50℃，其它同实施例1。所得白色纤维素丁酸酯乙酰乙酸酯固体颗粒的电镜检测结果见下表1。

表1、实施例1－4所得纤维素丁酸酯乙酰乙酸酯固体颗粒的电镜检测结果

实施例5

一种纤维素混合酯颗粒的制备方法，其包括如下步骤：

1）将纤维素溶于N,N-二甲基乙酰胺和氯化锂的混合液中，升温至60℃，先加入纤维素重量1.8%的二甲基氨基吡啶，再加入双乙烯酮和己酸酐，反应3h，反应结束后冷却至室温，得反应体系A；其中，氯化锂与纤维素的重量比为1：4；N,N-二甲基乙酰胺的添加量占纤维素、N,N-二甲基乙酰胺及氯化锂三者重量之和的10%；双乙烯酮的添加量为纤维素摩尔量的2倍；己酸酐的添加量为纤维素摩尔量的4倍。

2）在反应体系A中加入80℃的热水（热水添加量为反应体系A体积的9倍）以使固体颗粒析出，过滤，取固体洗涤至中性，烘干后即得白色纤维素己酸酯乙酰乙酸酯固体颗粒。经核磁氢谱检测（见图2），己酸基团取代度为1.79，乙酰乙酸基团取代度为1.05，总取代度2.84。经电镜检测，不同粒径的颗粒分布（质量百分比）见下表2，扫描电镜照片见图3。

实施例6－8

将步骤2）中热水温度80℃分别更换为70℃、60℃、50℃，其它同实施例1。所得白色纤维素己酸酯乙酰乙酸酯固体颗粒的电镜检测结果见下表2。

表2、实施例5－8所得纤维素己酸酯乙酰乙酸酯固体颗粒的电镜检测结果

Claims

1.一种纤维素混合酯颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2）在反应体系A中加入温度50－80℃的热水以使固体颗粒析出，固液分离，取固体颗粒洗涤至中性，烘干后即得。

2.如权利要求1所述纤维素混合酯颗粒的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述的催化剂为二甲基氨基吡啶，催化剂的添加量为纤维素重量的0.1－2%。

3.如权利要求1所述纤维素混合酯颗粒的制备方法，其特征在于，以摩尔比计，步骤1）中双乙烯酮的添加量为纤维素的0.5－2倍；链烷酸酐的添加量为纤维素的2－4倍。

4.如权利要求3所述纤维素混合酯颗粒的制备方法，其特征在于，所述链烷酸酐为乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐或己酸酐。

5.如权利要求1所述纤维素混合酯颗粒的制备方法，其特征在于，步骤1）中氯化锂与纤维素的重量比为1：1－4；N,N-二甲基乙酰胺的添加量占纤维素、N,N-二甲基乙酰胺及氯化锂三者重量之和的5－10%。

6.如权利要求1所述纤维素混合酯颗粒的制备方法，其特征在于，步骤2）中热水的添加量为反应体系A体积的3－10倍，温度50－80℃。