CN110407989B - 以木质纤维素糠醛渣为原料制备自聚合生物材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以木质纤维素糠醛渣为原料制备自聚合生物材料的方法，属于能源技术领域。该方法以木质纤维素水解制糠醛工艺中残余的糠醛渣为原料，经过离子液体预处理、醇类有机溶剂搅拌过滤、温水的后处理制备自聚合生物材料。本发明的方法可以将木质纤维素制糠醛工艺中的废弃物变废为宝，不需要使用挤压等机械外力而自聚合，而且其不含甲醛、防潮，生产工艺简单又解决了木质纤维素制糠醛工艺中废弃物的环境污染问题且经济性较好。

Description

以木质纤维素糠醛渣为原料制备自聚合生物材料的方法
技术领域
本发明属于能源技术领域，具体涉及一种以木质纤维素糠醛渣为原料制备自聚合生物材料的方法。
背景技术
在石油资源日益枯竭及秸秆治理日趋迫切的大环境下，各国逐步加大对环境及森林资源的保护，而社会对无胶无甲醛环保型高强度生物材料的需求却在不断加大，各国均加大对生物质及生物质化工废弃物生产环保型生物材料的研究，以木质纤维素糠醛渣为原料生产无甲醛防水性能优异的环保型自聚合生物材料正是利用木质纤维素生产糠醛的废弃物为原料制备的一种防水性能优异的环保型自聚合生物材料，其自聚合过程节约设备及生产成本，并且不含有甲醛及不添加任何胶粘剂，即保护了森林资源又满足了环保要求，而且是一种简单、优良的加工过程。
发明内容
本发明的目的是提供一种以木质纤维素糠醛渣为原料制备的自聚合生物材料的方法。
本发明通过如下措施来达到:
一种以木质纤维素糠醛渣为原料制备自聚合生物材料方法，其特征在于该方法以木质纤维素的糠醛渣为主要原料，依次经过离子液体预处理、醇类有机溶剂搅拌过滤、温水的后处理制备自聚合生物材料。
所述的离子液体类型含但不限于吡咯醋酸型离子液体、吡咯盐酸型离子液体、2-甲基咪唑醋酸型离子液体、2-甲基咪唑盐酸型离子液体。
所述离子液体预处理为：使用木质纤维素糠醛渣与离子液体以质量比1:0.5～100比例在50～200℃下反应1～24h。
所述离子液体预处理优选为：使用木质纤维素糠醛渣与离子液体以质量比1:5～:20的比例在90～120℃下反应6～16h。
所述的醇类有机溶剂含但不仅限于甲醇、乙醇或乙二醇。
所述的用温水后处理为：在25～100℃水中搅拌1～30min过滤，进行固液分离。
所述的用温水后处理优选为：在50～90℃水中搅拌3～10min过滤，进行固液分离。
所述的自聚合方式为热聚合，温度控制在30～120℃。
所述聚合生物材料的密度为0.3～1.5g/cm3，2h润胀率为2～9％，24h润胀率为7～16％。
本发明以木质纤维素糠醛渣自身的纤维充当骨架结构，处理后的木质素含有大量由木质素断裂而来的酚羟基和羟甲基等小分子基团，使得处理后的木质纤维素糠醛渣在低温下即可发生热聚合作用。
本发明相比于其它技术具有如下优点:该自聚合生物材料不仅不需要使用机械外力对其进行挤压成型，而且不含甲醛、无胶粘剂、较低温度下即可自聚合成型、防水性能优异、工艺简单，保护生态环境且满足环保要求，不需要较大的设备投入，增加了社会效益。
附图说明
图1为本发明木质纤维素糠醛渣自聚合后在1000倍光学显微镜下观察到的形貌；a为聚合材料自聚合前显微镜下观察的形貌、b为聚合材料自聚合后显微镜下观察的形貌。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细阐述，实施例仅用于说明本发明，而不用于限制本发明的范围。
实施例1
将以木质纤维素生产糠醛的糠醛渣干燥(含水率<10％)，干燥后的木质纤维素糠醛渣与醋酸型离子液体以1:15(w/w)的比例在90℃下预处理12h，然后与甲醇搅拌过滤，再将其在80℃温水中进行搅拌过滤，然后进行固液分离，固体进行加热自聚合。本方法的自聚合方式为热聚合，热聚合温度为60℃，时间为6h。以上实例为制备防水性能优异自聚合生物材料的方法。木质纤维素糠醛渣自聚合后在1000倍光学显微镜下观察到的形貌如图1所示。所制备的聚合生物材料的密度为0.45g/cm3，2h润胀率为8.31％，24h润胀率为13.32％。
实施例2
将以木质纤维素的生产糠醛的糠醛渣干燥(含水率<10％)，干燥后的木质纤维素糠醛渣与醋酸型离子液体以1:20(w/w)的比例在90℃下预处理8h，然后与乙醇搅拌过滤，再将其在80℃温水中进行搅拌过滤，然后进行固液分离，固体进行加热自聚合。本方法的自聚合方式为热聚合，热聚合温度为60℃，时间为6h。以上实例为制备防水性能优异自聚合生物材料的方法。木质纤维素糠醛渣自聚合后在1000倍光学显微镜下观察到的形貌如图1所示。所制备的聚合生物材料的密度为0.96g/cm3，2h润胀率为5.20％，24h润胀率为10.82％。
实施例3
将以木质纤维素的生产糠醛的糠醛渣干燥(含水率<10％)，干燥后的木质纤维素糠醛渣与醋酸型离子液体以1:10(w/w)的比例在90℃下预处理8h，然后与甲醇搅拌过滤，再将其在80℃温水中搅拌过滤，然后进行固液分离，固体进行加热自聚合。本方法的自聚合方式为热聚合，热聚合温度为120℃，时间为6h。以上实例为制备防水性能优异自聚合生物材料的方法。木质纤维素糠醛渣自聚合后在1000倍光学显微镜下观察到的形貌如图1所示。所制备的聚合生物材料的密度为0.53g/cm3，2h润胀率为9.42％，24h润胀率为14.01％。
实施例4
将以木质纤维素的生产糠醛的糠醛渣干燥(含水率<10％)，干燥后的木质纤维素糠醛渣与盐酸型离子液体以1:15(w/w)的比例在90℃下预处理12h，然后与乙醇搅拌过滤，再将其在80℃温水中搅拌过滤，然后进行固液分离，固体进行加热自聚合。本方法的自聚合方式为热聚合，热聚合温度为60℃，时间为6h。以上实例为制备防水性能优异自聚合生物材料的方法。木质纤维素糠醛渣自聚合后在1000倍光学显微镜下观察到的形貌如图1所示。所制备的聚合生物材料的密度为1.22g/cm3，2h润胀率为7.25％，24h润胀率为10.64％。
实施例5
将以木质纤维素的生产糠醛的糠醛渣干燥(含水率<10％)，干燥后木质纤维素糠醛渣与盐酸型离子液体以1:20(w/w)的比例在90℃下预处理12h，然后与乙二醇搅拌过滤，再将其在80℃温水中搅拌过滤，然后进行固液分离，固体进行加热自聚合。本方法的自聚合方式为热聚合，热聚合温度为60℃，时间为6h。以上实例为制备防水性能优异自聚合生物材料的方法。木质纤维素糠醛渣自聚合后在1000倍光学显微镜下观察到的形貌如图1所示。所制备的聚合生物材料的密度为1.35g/cm3，2h润胀率为9.25％，24h润胀率为15.64％。。

Claims (7)

1.一种以木质纤维素糠醛渣为原料制备自聚合生物材料的方法，其特征是该方法以木质纤维素的糠醛渣为主要原料，以木质纤维素糠醛渣自身的纤维充当骨架结构，依次经过离子液体预处理、醇类有机溶剂搅拌过滤、温水的后处理生成大量酚羟基和羟甲基小分子基团自聚合制备高强度无胶无醛自聚合生物材料；所述的离子液体类型选自吡咯醋酸型离子液体、吡咯盐酸型离子液体、2-甲基咪唑醋酸型离子液体或2-甲基咪唑盐酸型离子液体；所述的自聚合方式为热聚合，温度控制在30-120℃。
2.根据权利要求1所述的以木质纤维素糠醛渣为原料制备自聚合生物材料的方法，其特征是所述离子液体预处理条件为：将木质纤维素糠醛渣与离子液体以质量比1:0.5 ~100的比例在50-200℃下反应1-24 h。
3.根据权利要求2所述的以木质纤维素糠醛渣为原料制备自聚合生物材料的方法，其特征是所述离子液体预处理优选条件为：将木质纤维素糠醛渣与离子液体以质量比1:5 ~20的比例在90-120℃下反应6-16 h。
4.根据权利要求1所述的以木质纤维素的糠醛渣为原料制备自聚合生物材料的方法，其特征是所述的醇类有机溶剂选自甲醇、乙醇或乙二醇。
5.根据权利要求1所述的以木质纤维素的糠醛渣为原料制备自聚合生物材料的方法，其特征是所述的用温水后处理条件为：在25-100℃水中搅拌1-30 min后过滤，进行固液分离。
6.根据权利要求5所述的以木质纤维素的糠醛渣为原料制备自聚合生物材料的方法，其特征是所述的用温水后处理优选条件为：在50-90℃水中搅拌3-10 min后过滤，进行固液分离。
7.根据权利要求1所述的以木质纤维素糠醛渣为原料制备自聚合生物材料的方法，其特征是自聚合生物材料的密度为0.3~1.5 g/cm3，2 h润胀率为2~9%，24 h润胀率为7~16%。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111892826B (zh) * 2020-07-24 2022-01-04 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种糠醛渣块体材料及制备方法和应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2157103A1 (en) * 2008-08-18 2010-02-24 BIOeCON International Holding N.V. Process for regenerating or derivatizing cellulose
CN103773054A (zh) * 2013-12-26 2014-05-07 南京林业大学 一种制备木质纤维类生物基塑料的方法
CN104508138A (zh) * 2012-07-03 2015-04-08 希乐克公司 生物质的转化
CN105518157A (zh) * 2013-03-15 2016-04-20 舒加尼特系统公司 转化木质素的方法和其用途
CN105779525A (zh) * 2016-05-20 2016-07-20 宁夏大学 离子液体与碱液联合预处理生物质的方法
CN106906018A (zh) * 2017-03-16 2017-06-30 南开大学 一种蔗渣中粗纤维素分离及生物质粘结剂的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2157103A1 (en) * 2008-08-18 2010-02-24 BIOeCON International Holding N.V. Process for regenerating or derivatizing cellulose
CN104508138A (zh) * 2012-07-03 2015-04-08 希乐克公司 生物质的转化
CN105518157A (zh) * 2013-03-15 2016-04-20 舒加尼特系统公司 转化木质素的方法和其用途
CN103773054A (zh) * 2013-12-26 2014-05-07 南京林业大学 一种制备木质纤维类生物基塑料的方法
CN105779525A (zh) * 2016-05-20 2016-07-20 宁夏大学 离子液体与碱液联合预处理生物质的方法
CN106906018A (zh) * 2017-03-16 2017-06-30 南开大学 一种蔗渣中粗纤维素分离及生物质粘结剂的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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"离子液体预处理糠醛渣及其水解的研究";牛坤;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》;20170215;B027-1711 *

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