CN109400921A - 一种超细乙基纤维素粒子的制备方法 - Google Patents

一种超细乙基纤维素粒子的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于聚合物材料技术领域，具体涉及一种超细乙基纤维素粒子的制备方法，包括如下步骤：步骤1，将乙基纤维素加入至乙醇水溶液中，恒温超声10‑20min后冷却得到乙基纤维素溶解液；步骤2，将羧甲基纤维素加入至乙基纤维素溶解液中，微波振荡反应1‑2h，得到双纤维素混合液；步骤3，将双纤维素混合液恒温喷淋至蒸馏水中得到沉积液，然后超声20‑30min，得到分散均匀的悬浊液；步骤4，将悬浊液过滤后加入蒸馏水中反复清洗3‑5次，恒温烘干得到纳米乙基纤维素粒子。本发明解决了现有乙基纤维素粒子制备困难的问题，通过恒温喷淋的方式降低了纳米乙基纤维素的工艺复杂，同时粒子稳定高。

Description

一种超细乙基纤维素粒子的制备方法
技术领域
本发明属于聚合物材料技术领域，具体涉及一种超细乙基纤维素粒子的制备方法。
背景技术
乙基纤维素是纤维素分子链中乙氧基置换羟基所形成的衍生物，具有毒性小、稳定、无活性、粘度大、成膜性能良好，同时它具有被水分子渗透而不被溶解的特点，被广泛应用于多种形式的缓释药物制剂的载体。微孔型球形颗粒的表面积大，流动性、溶解性更好，这些物性的改善可以更加有效地控制药物的释放，提高疗效。张岩等(超临界CO2抗溶剂法制备乙基纤维素微球，化学工程，2005，33(3)：63-67)通过自行设计的超临界CO2微球制备装置，利用乙基纤维素-丙酮混合溶液制备了表面光滑与球形度较好的乙基纤维素微球。可在较大范围内调控微球大小。
但是该种方法所用的设备结构复杂，工艺步骤较多，在高压下完成制备，制造成本很高，不适于批量化生产。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种超细乙基纤维素粒子的制备方法，解决了现有乙基纤维素粒子制备困难的问题，通过恒温喷淋的方式降低了纳米乙基纤维素的工艺复杂，同时粒子稳定高。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种超细乙基纤维素粒子的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将乙基纤维素加入至乙醇水溶液中，恒温超声10-20min后冷却得到乙基纤维素溶解液；
步骤2，将羧甲基纤维素加入至乙基纤维素溶解液中，微波振荡反应1-2h，得到双纤维素混合液；
步骤3，将双纤维素混合液恒温喷淋至蒸馏水中得到沉积液，然后超声20-30min，得到分散均匀的悬浊液；
步骤4，将悬浊液过滤后加入蒸馏水中反复清洗3-5次，恒温烘干得到纳米乙基纤维素粒子。
所述步骤1中的乙基纤维素在乙醇水溶液中的浓度为10-20g/L，所述乙醇水溶液的水的体积含量为30-50％。
所述步骤1中的恒温超声的温度为40-50℃，超声频率为40-80kHz，所述冷却的温度为5-10℃。
所述步骤2中的羧甲基纤维素的加入量是乙基纤维素质量的30-50％，所述微波振荡反应的微波功率为400-800W，温度为30-50℃。
所述步骤3中的喷淋的温度为80-100℃，压力为0.15-0.20MPa，喷淋流速为5-10mL/min。
所述步骤3中的超声的频率为60-100kHz，温度为70-90℃。
所述步骤4中的反复清洗采用微波清洗，所述微波清洗的微波功率为
400-900W，温度为60-90℃，所述恒温烘干的温度为120-150℃。
步骤1将乙基纤维素加入至乙醇水溶液中吗，能够利用乙醇将乙基纤维素溶解，从而形成溶解效果；恒温超声反应的方式能够将乙基纤维素快速溶解，形成良好的溶解体系，降低乙基纤维素表面的势能，超声的离合能能够降低乙基纤维素的表面能，提升溶解效率。
步骤2将羧甲基纤维素加入至溶解液中，利用羧甲基纤维素在水中溶解，确保羧甲基纤维素在乙醇水溶液中的溶解，形成双溶解体系；微波振荡反应能够产生震荡波，基于乙醇与水的互溶性，提升羧甲基纤维素与乙基纤维素的完全混合效果。
步骤3将双纤维素混合液恒温喷淋的方式加入至蒸馏水中，在恒温喷淋过程中乙醇因温度条件转化为气态，形成乙醇气体挥发，而溶解在乙醇中的乙基纤维素逐渐析出形成晶体颗粒，同时乙基纤维素不溶于水的特性，能够形成纳米颗粒并且羧甲基纤维素溶解在水中，形成分散液，起到良好的分散体系，此时的羧甲基纤维素能够直接作用至乙基纤维素表面，形成分散体系，解决了乙基纤维素颗粒的团聚问题。
步骤4将悬浊液过滤后的到乙基纤维素粒子，并采用蒸馏水反复洗涤的方式将乙基纤维素粒子表面的羧甲基纤维素去除，得到较为纯净的乙基纤维素，并且在恒温烘干条件下将水分去除，得到纳米乙基纤维素粒子。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
1.本发明解决了现有乙基纤维素粒子制备困难的问题，通过恒温喷淋的方式降低了纳米乙基纤维素的工艺复杂，同时粒子稳定高。
2.本发明以羧甲基纤维素作为掺杂剂与分散剂，不仅能够利用羧甲基纤维素与乙基纤维素之间的浓度比来控制纳米乙基纤维素的粒径，同时利用羧甲基纤维素作为乙基纤维素粒子的分散剂，起到了良好的分散作用。
3.本发明以乙基纤维素与羧甲基纤维素的溶解度与溶解特性作为基础，形成可循环的制备工艺，降低了纳米乙基纤维素的工艺难度，同时能够重复利用羧甲基纤维素，降低环保压力。
具体实施方式
结合实施例详细说明本发明，但不对本发明的权利要求做任何限定。
实施例1
一种超细乙基纤维素粒子的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将乙基纤维素加入至乙醇水溶液中，恒温超声10min后冷却得到乙基纤维素溶解液；
步骤2，将羧甲基纤维素加入至乙基纤维素溶解液中，微波振荡反应1h，得到双纤维素混合液；
步骤3，将双纤维素混合液恒温喷淋至蒸馏水中得到沉积液，然后超声20min，得到分散均匀的悬浊液；
步骤4，将悬浊液过滤后加入蒸馏水中反复清洗3次，恒温烘干得到纳米乙基纤维素粒子。
所述步骤1中的乙基纤维素在乙醇水溶液中的浓度为10g/L，所述乙醇水溶液的水的体积含量为30％。
所述步骤1中的恒温超声的温度为40℃，超声频率为40kHz，所述冷却的温度为5℃。
所述步骤2中的羧甲基纤维素的加入量是乙基纤维素质量的30％，所述微波振荡反应的微波功率为400W，温度为30℃。
所述步骤3中的喷淋的温度为80℃，压力为0.15MPa，喷淋流速为5mL/min。
所述步骤3中的超声的频率为60kHz，温度为70℃。
所述步骤4中的反复清洗采用微波清洗，所述微波清洗的微波功率为400W，温度为60℃，所述恒温烘干的温度为120℃。
实施例2
一种超细乙基纤维素粒子的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将乙基纤维素加入至乙醇水溶液中，恒温超声20min后冷却得到乙基纤维素溶解液；
步骤2，将羧甲基纤维素加入至乙基纤维素溶解液中，微波振荡反应2h，得到双纤维素混合液；
步骤3，将双纤维素混合液恒温喷淋至蒸馏水中得到沉积液，然后超声30min，得到分散均匀的悬浊液；
步骤4，将悬浊液过滤后加入蒸馏水中反复清洗5次，恒温烘干得到纳米乙基纤维素粒子。
所述步骤1中的乙基纤维素在乙醇水溶液中的浓度为20g/L，所述乙醇水溶液的水的体积含量为50％。
所述步骤1中的恒温超声的温度为50℃，超声频率为80kHz，所述冷却的温度为10℃。
所述步骤2中的羧甲基纤维素的加入量是乙基纤维素质量的50％，所述微波振荡反应的微波功率为800W，温度为50℃。
所述步骤3中的喷淋的温度为100℃，压力为0.20MPa，喷淋流速为10mL/min。
所述步骤3中的超声的频率为100kHz，温度为90℃。
所述步骤4中的反复清洗采用微波清洗，所述微波清洗的微波功率为900W，温度为90℃，所述恒温烘干的温度为150℃。
实施例3
一种超细乙基纤维素粒子的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将乙基纤维素加入至乙醇水溶液中，恒温超声15min后冷却得到乙基纤维素溶解液；
步骤2，将羧甲基纤维素加入至乙基纤维素溶解液中，微波振荡反应2h，得到双纤维素混合液；
步骤3，将双纤维素混合液恒温喷淋至蒸馏水中得到沉积液，然后超声25min，得到分散均匀的悬浊液；
步骤4，将悬浊液过滤后加入蒸馏水中反复清洗4次，恒温烘干得到纳米乙基纤维素粒子。
所述步骤1中的乙基纤维素在乙醇水溶液中的浓度为15g/L，所述乙醇水溶液的水的体积含量为40％。
所述步骤1中的恒温超声的温度为45℃，超声频率为60kHz，所述冷却的温度为8℃。
所述步骤2中的羧甲基纤维素的加入量是乙基纤维素质量的40％，所述微波振荡反应的微波功率为600W，温度为40℃。
所述步骤3中的喷淋的温度为90℃，压力为0.18MPa，喷淋流速为8mL/min。
所述步骤3中的超声的频率为8kHz，温度为80℃。
所述步骤4中的反复清洗采用微波清洗，所述微波清洗的微波功率为700W，温度为70℃，所述恒温烘干的温度为130℃。
性能检测
实施例1 实施例2 实施例3
粒径 120nm 160nm 140nm
粒径分布率 80％ 78％ 85％
孔隙率 30％ 35％ 35％
综上所述，本发明具有以下优点：
1.本发明解决了现有乙基纤维素粒子制备困难的问题，通过恒温喷淋的方式降低了纳米乙基纤维素的工艺复杂，同时粒子稳定高。
2.本发明以羧甲基纤维素作为掺杂剂与分散剂，不仅能够利用羧甲基纤维素与乙基纤维素之间的浓度比来控制纳米乙基纤维素的粒径，同时利用羧甲基纤维素作为乙基纤维素粒子的分散剂，起到了良好的分散作用。
3.本发明以乙基纤维素与羧甲基纤维素的溶解度与溶解特性作为基础，形成可循环的制备工艺，降低了纳米乙基纤维素的工艺难度，同时能够重复利用羧甲基纤维素，降低环保压力。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种超细乙基纤维素粒子的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1，将乙基纤维素加入至乙醇水溶液中，恒温超声10-20min后冷却得到乙基纤维素溶解液；
步骤2，将羧甲基纤维素加入至乙基纤维素溶解液中，微波振荡反应1-2h，得到双纤维素混合液；
步骤3，将双纤维素混合液恒温喷淋至蒸馏水中得到沉积液，然后超声20-30min，得到分散均匀的悬浊液；
步骤4，将悬浊液过滤后加入蒸馏水中反复清洗3-5次，恒温烘干得到纳米乙基纤维素粒子。
2.根据权利要求1所述的一种超细乙基纤维素粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的乙基纤维素在乙醇水溶液中的浓度为10-20g/L，所述乙醇水溶液的水的体积含量为30-50％。
3.根据权利要求1所述的一种超细乙基纤维素粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的恒温超声的温度为40-50℃，超声频率为40-80kHz，所述冷却的温度为5-10℃。
4.根据权利要求1所述的一种超细乙基纤维素粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的羧甲基纤维素的加入量是乙基纤维素质量的30-50％，所述微波振荡反应的微波功率为400-800W，温度为30-50℃。
5.根据权利要求1所述的一种超细乙基纤维素粒子的制备方法，其特征在，于：所述步骤3中的喷淋的温度为80-100℃，压力为0.15-0.20MPa，喷淋流速为5-10mL/min。
6.根据权利要求1所述的一种超细乙基纤维素粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤3中的超声的频率为60-100kHz，温度为70-90℃。
7.根据权利要求1所述的一种超细乙基纤维素粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤4中的反复清洗采用微波清洗，所述微波清洗的微波功率为400-900W，温度为60-90℃，所述恒温烘干的温度为120-150℃。
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