CN110590962B - 一种以废钞为原料制备醋酸纤维素的方法 - Google Patents

一种以废钞为原料制备醋酸纤维素的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110590962B
CN110590962B CN201910899979.3A CN201910899979A CN110590962B CN 110590962 B CN110590962 B CN 110590962B CN 201910899979 A CN201910899979 A CN 201910899979A CN 110590962 B CN110590962 B CN 110590962B
Authority
CN
China
Prior art keywords
waste paper
paper money
solution
pulp
oil bath
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910899979.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110590962A (zh
Inventor
张素风
徐永射
杜敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi University of Science and Technology
Original Assignee
Shaanxi University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi University of Science and Technology filed Critical Shaanxi University of Science and Technology
Priority to CN201910899979.3A priority Critical patent/CN110590962B/zh
Publication of CN110590962A publication Critical patent/CN110590962A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110590962B publication Critical patent/CN110590962B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B3/00—Preparation of cellulose esters of organic acids
    • C08B3/06—Cellulose acetate, e.g. mono-acetate, di-acetate or tri-acetate
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
    • D21B1/30—Defibrating by other means
    • D21B1/32—Defibrating by other means of waste paper
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
    • D21B1/30—Defibrating by other means
    • D21B1/34—Kneading or mixing; Pulpers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/001—Modification of pulp properties
    • D21C9/002—Modification of pulp properties by chemical means; preparation of dewatered pulp, e.g. in sheet or bulk form, containing special additives
    • D21C9/005—Modification of pulp properties by chemical means; preparation of dewatered pulp, e.g. in sheet or bulk form, containing special additives organic compounds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/64—Paper recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种以废钞为原料制备醋酸纤维素的方法，具体操作步骤如下：以废旧钞票纸、证券纸为原料，采用NaOH和H2O2进行浸泡、疏解、磨浆等预处理，然后以N，N‑二甲基乙酰胺为溶剂进行活化，最后在N，N‑二甲基乙酰胺溶液和无水氯化锂的混合溶剂中溶解活化废钞得到再生纤维素溶液，在再生纤维素溶液中加入乙酸乙烯酯制备得到三醋酸纤维素，再在三醋酸纤维素加入冰醋酸、水以及浓硫酸经混合、水解、洗涤、抽滤、风干后得到醋酸纤维素。本发明以废钞为原料制备醋酸纤维素的方法为废钞的回收利用寻找到一条新的途径，该方法不同于传统的回收利用方法，可以实现废钞的高值化利用，从而产生更大的经济效益和社会效益。

Description

一种以废钞为原料制备醋酸纤维素的方法
技术领域
本发明属于废钞高值化利用技术领域，具体涉及一种以废钞为原料制备醋酸纤维素的方法。
背景技术
随着我国经济体制的改革，商品经济不断发展，货币交换频繁，债券、股票等有价证券的发行与流通趋于完善；互联网的快速发展，带动电子货币的流通，废旧钞票纸、证券纸等的回收利用成为一个新的研究方向。废钞是一种特殊的废纸资源，具有纤维纯度高、柔软性好等特点，但由于其湿强度高，回收处理的难度较大。传统的对于废钞的回收利用，主要是通过蒸煮、浸泡等方式重新制成纸浆后再用于抄造生活用纸、包装纸等，虽然较直接填埋焚烧具有更高的经济效益和社会效益，但总体来说回收利用价值不高。3D打印技术，又称增材制造技术，是运用计算机辅助设计建立待打印物体的3D数字化模型，或通过影像技术构建模型，并对模型数据进行二维分层切片化，通过计算机控制3D打印系统，进行逐层堆积材料，最终形成三维立体结构物体的一个制造过程。3D打印材料的开发是3D打印技术可持续发展的关键要素之一。醋酸纤维素，主要由纤维素改性获得，可以溶解在丙酮中并由喷嘴喷出，随着丙酮快速蒸发，醋酸纤维素就可以快速凝固，从而实现材料的3D打印。醋酸纤维素一般以浆粕为原料制备，废钞的主要成分是棉纤维，其纤维质量上乘。因此，基于3D打印材料的性能要求，以废钞为原料，结合先进功能材料的制备技术，找到一种实现废钞高值化利用的新方法迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的是提供一种以废钞为原料制备醋酸纤维素的方法，解决了传统废钞利用途径少的问题，实现了废钞的高值化利用。
本发明所采用的技术方案是，一种以废钞为原料制备醋酸纤维素的方法，具体操作步骤如下：
步骤一：取一定量经碎解处理后的废钞，加入NaOH和H2O2，再加入40～60℃的热水调节废钞的质量浓度为10～18％，浸泡20～60min后在疏解器中疏解，然后加入水调节浓度至3～10％、在磨浆机中磨浆处理5～30min，使废钞纸浆打浆度在40～90°SR，最后经过洗涤、干燥，得到预处理废钞纸浆；
步骤二：将预处理后废钞纸浆加入N，N-二甲基乙酰胺溶液中，在120～180℃二甲基硅油油浴中加热活化60～180min，活化处理后废钞纸浆经压榨、40～60℃低温烘干，得到活化后废钞；
步骤三：在圆底烧瓶中加入N，N-二甲基乙酰胺溶液和无水氯化锂，制得混合液，将混合液在二甲基硅油油浴中加热到60～120℃，在磁力搅拌下使氯化锂溶解于二甲基乙酰胺中，制备得到DMAc/LiCl溶剂体系；将步骤二制备的活化后废钞加入到DMAc/LiCl溶剂体系中，搅拌状态下油浴加热至90～160℃进行溶解，6～24h后停止加热并冷却至室温，静置4～24h后，得到均一的再生纤维素溶液；
步骤四：在上述再生纤维素溶液中加入乙酸乙烯酯，在100～150℃油浴条件下冷凝回流1～6h，反应结束后冷却至室温，通过注射器挤入到乙醇凝固浴中，用乙醇和水多次洗涤以完全除去溶剂，抽滤，风干，得到三醋酸纤维素；
步骤五：称取步骤四三醋酸纤维素、冰醋酸、水以及浓硫酸：三醋酸纤维素、冰醋酸、水、浓硫酸的质量比为0.1～1.0：1～15：0.1～2.0：0.01～0.2；将以上材料混合，在50～80℃油浴条件下水解1～8h，反应结束后用乙醇和水反复多次洗涤以除去溶剂，最后经抽滤、风干，得到部分水解的取代度为2.0～2.8的醋酸纤维素。
本发明的特点还在于，
将步骤一中的废钞替换成废旧证券纸。
步骤一疏解时间为10～30min。
步骤一NaOH用量为废钞质量的1～6％，H2O2用量为废钞质量的1～5％；
步骤三活化后废钞与无水氯化锂的质量比为1～6：1～40。
步骤三DMAc/LiCl溶剂体系中氯化锂的质量浓度为4～10％、活化后废钞与无水氯化锂的质量比为0.5～3：5～20。
步骤四再生纤维素溶液与乙酸乙烯酯的体积比为55-220：5～30。
浓硫酸的质量分数为95～98％。
本发明的有益效果是：本发明的一种以废钞为原料制备醋酸纤维素的方法，与现有技术相比，本发明以废旧钞票纸和证券纸为原料，采用NaOH和H2O2以及机械磨浆进行预处理，然后在N，N-二甲基乙酰胺和氯化锂的溶剂体系中与乙酸乙烯酯进行酯交换反应，最后通过冰醋酸水解控制醋酸纤维素的取代度。此醋酸纤维素可用于3D打印，为废钞的回收利用寻找到一条新的途径，该方法不同于传统的回收利用方法，可以实现废钞的高值化利用，可以产生更大的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明一种以废钞为原料制备醋酸纤维素的方法制备的醋酸纤维素模型。
具体实施方式
本发明的一种以废钞为原料制备醋酸纤维素的方法，具体操作步骤如下：
步骤一：取一定量经碎解处理后的废钞，加入NaOH和H2O2，NaOH用量为废钞质量的1～6％，H2O2用量为废钞质量的1～5％；再加入40～60℃的热水调节废钞的质量浓度为10～18％，浸泡20～60min后在疏解器中疏解10～30min，然后加入水调节浓度至3～10％、在磨浆机中磨浆处理5～30min，使废钞纸浆打浆度在40～90°SR，最后经过洗涤、干燥，得到预处理废钞纸浆；
步骤二：将预处理后废钞纸浆加入N，N-二甲基乙酰胺溶液中，在120～180℃二甲基硅油油浴中加热活化60～180min，活化处理后废钞纸浆经压榨、40～60℃低温烘干，得到活化后废钞；
步骤三：在圆底烧瓶中加入N，N-二甲基乙酰胺溶液和无水氯化锂，制得混合液，将混合液在二甲基硅油油浴中加热到60～120℃，在磁力搅拌下使氯化锂溶解于二甲基乙酰胺中，制备得到氯化锂质量浓度为4～10％的DMAc/LiCl溶剂体系；将步骤二制备的活化后废钞加入到DMAc/LiCl溶剂体系中，搅拌状态下油浴加热至90～160℃进行溶解，6～24h后停止加热并冷却至室温，静置4～24h后，得到均一的再生纤维素溶液，其中步骤三活化后废钞与无水氯化锂的质量比为1～6：1～40、活化后废钞与无水氯化锂的质量比为0.5～3：5～20；
步骤四：在上述再生纤维素溶液中加入乙酸乙烯酯，再生纤维素溶液与乙酸乙烯酯的体积比为55-220：5～30，在100～150℃油浴条件下冷凝回流1～6h，反应结束后冷却至室温，通过注射器挤入到乙醇凝固浴中，用乙醇和水多次洗涤以完全除去溶剂，抽滤，风干，得到三醋酸纤维素；
步骤五：称取步骤四三醋酸纤维素、冰醋酸、水以及浓硫酸：三醋酸纤维素、冰醋酸、水、浓硫酸的质量比为0.1～1.0：1～15：0.1～2.0：0.01～0.2；将以上材料混合，在50～80℃油浴条件下水解1～8h，反应结束后用乙醇和水反复多次洗涤以除去溶剂，最后经抽滤、风干，得到部分水解的取代度为2.0～2.8的醋酸纤维素。
本发明中步骤一中的废钞可以替换成废旧证券纸。
浓硫酸的质量分数为95～98％。
下面结合实施例进一步对本发明进行说明。
实施例1
步骤一：取一定量经碎解处理后的废钞，加入3％的NaOH和5％H2O2，再加入热水调节浆浓为12％，浸泡50min后在疏解器中疏解30min，然后调节浆液浓度为10％，在磨浆机中磨浆处理15min，废钞浆打浆度为62°SR，最后经过洗涤、干燥后得到预处理废钞浆。
步骤二：将预处理废钞浆加入N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)溶液中，在120℃二甲基硅油油浴中加热活化180min，活化处理后废钞经压榨、低温烘干，得到活化后废钞；
步骤三：在250mL的圆底烧瓶中加入100mL DMAc和8g无水氯化锂(LiCl)，磁力搅拌下在二甲基硅油油浴中加热到110℃，使LiCl溶解于DMAc，制备得到DMAc/LiCl溶剂体系，然后称取1.5g活化后的废钞，加入到DMAc/LiCl溶剂体系中，搅拌状态下油浴加热至130℃进行溶解，8h后停止加热并冷却至室温，静置12h后，得到均一的再生纤维素溶液。
步骤四：在上述再生纤维素溶液中加入20mL乙酸乙烯酯，在100℃油浴条件下冷凝回流5h，反应结束后冷却至室温，通过注射器挤入到乙醇凝固浴中，得到三醋酸纤维素，用乙醇和水多次洗涤以完全除去溶剂，抽滤，风干保存。
步骤五：在250mL圆底烧瓶中加入上述三醋酸纤维素0.5g，冰醋酸5g，水1.0g，浓硫酸0.05g，在60℃油浴条件下水解6h，反应结束后用乙醇和水反复多次洗涤以除去溶剂，最后经抽滤得到部分水解的取代度为2.3的醋酸纤维素，风干保存。
步骤六：将部分水解的醋酸纤维素与丙酮配成10％的溶液，待气泡完全消除后，将其装入5ml的针管中，使用粗细为0.1mm的不锈钢针头，将醋酸纤维素/丙酮溶液挤出，随着丙酮的挥发，醋酸纤维素逐渐固化，固化速度为120s-1，再使固态的醋酸纤维素层层成型，即得到醋酸纤维素模型物(如图1所示)，本方法制得的醋酸纤维素可用于3D打印。
实施例2
步骤一：取一定量经碎解处理后的废钞，加入NaOH和H2O2，NaOH用量为废钞质量的1％，H2O2用量为废钞质量的5％；再加入40℃的热水调节废钞的质量浓度为18％，浸泡20min后在疏解器中疏解30min，然后加入水调节浓度至3％、在磨浆机中磨浆处理30min，使废钞纸浆打浆度在40°SR，最后经过洗涤、干燥，得到预处理废钞纸浆；
步骤二：将预处理后废钞纸浆加入N，N-二甲基乙酰胺溶液中，在120℃二甲基硅油油浴中加热活化180min，活化处理后废钞纸浆经压榨、60℃低温烘干，得到活化后废钞；
步骤三：在圆底烧瓶中加入N，N-二甲基乙酰胺溶液和无水氯化锂，制得混合液，将混合液在二甲基硅油油浴中加热到120℃，在磁力搅拌下使氯化锂溶解于二甲基乙酰胺中，制备得到氯化锂质量浓度为10％的DMAc/LiCl溶剂体系；将步骤二制备的活化后废钞加入到DMAc/LiCl溶剂体系中，搅拌状态下油浴加热至90℃进行溶解，24h后停止加热并冷却至室温，静置4h后，得到均一的再生纤维素溶液，其中步骤三活化后废钞与无水氯化锂的质量比为1：1、活化后废钞与无水氯化锂的质量比为0.5：5；
步骤四：在上述再生纤维素溶液中加入乙酸乙烯酯，再生纤维素溶液与乙酸乙烯酯的体积比为11：1，在150℃油浴条件下冷凝回流6h，反应结束后冷却至室温，通过注射器挤入到乙醇凝固浴中，用乙醇和水多次洗涤以完全除去溶剂，抽滤，风干，得到三醋酸纤维素；
步骤五：称取步骤四三醋酸纤维素、冰醋酸、水以及浓硫酸：三醋酸纤维素、冰醋酸、水、浓硫酸的质量比为0.1：15：0.1：0.2；将以上材料混合，在80℃油浴条件下水解1h，反应结束后用乙醇和水反复多次洗涤以除去溶剂，最后经抽滤、风干，得到部分水解的取代度为2.0的醋酸纤维素。
实施例3
步骤一：取一定量经碎解处理后的废钞，加入NaOH和H2O2，NaOH用量为废钞质量的6％，H2O2用量为废钞质量的1％；再加入60℃的热水调节废钞的质量浓度为10％，浸泡60min后在疏解器中疏解10min，然后加入水调节浓度至10％、在磨浆机中磨浆处理5min，使废钞纸浆打浆度在90°SR，最后经过洗涤、干燥，得到预处理废钞纸浆；
步骤二：将预处理后废钞纸浆加入N，N-二甲基乙酰胺溶液中，在180℃二甲基硅油油浴中加热活化60min，活化处理后废钞纸浆经压榨、40℃低温烘干，得到活化后废钞；
步骤三：在圆底烧瓶中加入N，N-二甲基乙酰胺溶液和无水氯化锂，制得混合液，将混合液在二甲基硅油油浴中加热到60℃，在磁力搅拌下使氯化锂溶解于二甲基乙酰胺中，制备得到氯化锂质量浓度为4％的DMAc/LiCl溶剂体系；将步骤二制备的活化后废钞加入到DMAc/LiCl溶剂体系中，搅拌状态下油浴加热至160℃进行溶解，6h后停止加热并冷却至室温，静置24h后，得到均一的再生纤维素溶液，其中步骤三活化后废钞与无水氯化锂的质量比为6：1、活化后废钞与无水氯化锂的质量比为3：5；
步骤四：在上述再生纤维素溶液中加入乙酸乙烯酯，再生纤维素溶液与乙酸乙烯酯的体积比为44：1，在100℃油浴条件下冷凝回流1h，反应结束后冷却至室温，通过注射器挤入到乙醇凝固浴中，用乙醇和水多次洗涤以完全除去溶剂，抽滤，风干，得到三醋酸纤维素；
步骤五：称取步骤四三醋酸纤维素、冰醋酸、水以及浓硫酸：三醋酸纤维素、冰醋酸、水、浓硫酸的质量比为1：1：2：0.01；将以上材料混合，在50℃油浴条件下水解8h，反应结束后用乙醇和水反复多次洗涤以除去溶剂，最后经抽滤、风干，得到部分水解的取代度为2.8的醋酸纤维素。
实施例4
步骤一：取一定量经碎解处理后的废钞，加入NaOH和H2O2，NaOH用量为废钞质量的4％，H2O2用量为废钞质量的4％；再加入50℃的热水调节废钞的质量浓度为15％，浸泡40min后在疏解器中疏解20min，然后加入水调节浓度至6％、在磨浆机中磨浆处理15min，使废钞纸浆打浆度在70°SR，最后经过洗涤、干燥，得到预处理废钞纸浆；
步骤二：将预处理后废钞纸浆加入N，N-二甲基乙酰胺溶液中，在150℃二甲基硅油油浴中加热活化100min，活化处理后废钞纸浆经压榨、50℃低温烘干，得到活化后废钞；
步骤三：在圆底烧瓶中加入N，N-二甲基乙酰胺溶液和无水氯化锂，制得混合液，将混合液在二甲基硅油油浴中加热到90℃，在磁力搅拌下使氯化锂溶解于二甲基乙酰胺中，制备得到氯化锂质量浓度为6％的DMAc/LiCl溶剂体系；将步骤二制备的活化后废钞加入到DMAc/LiCl溶剂体系中，搅拌状态下油浴加热至120℃进行溶解，18h后停止加热并冷却至室温，静置16h后，得到均一的再生纤维素溶液，其中步骤三活化后废钞与无水氯化锂的质量比为6：40、活化后废钞与无水氯化锂的质量比为0.5：20；
步骤四：在上述再生纤维素溶液中加入乙酸乙烯酯，再生纤维素溶液与乙酸乙烯酯的体积比为11：6，在105℃油浴条件下冷凝回流5h，反应结束后冷却至室温，通过注射器挤入到乙醇凝固浴中，用乙醇和水多次洗涤以完全除去溶剂，抽滤，风干，得到三醋酸纤维素；
步骤五：称取步骤四三醋酸纤维素、冰醋酸、水以及浓硫酸：三醋酸纤维素、冰醋酸、水、浓硫酸的质量比为0.5：10：1：0.1；将以上材料混合，在75℃油浴条件下水解5h，反应结束后用乙醇和水反复多次洗涤以除去溶剂，最后经抽滤、风干，得到部分水解的取代度为2.7的醋酸纤维素。
实施例5
步骤一：取一定量经碎解处理后的废钞，加入NaOH和H2O2，NaOH用量为废钞质量的2％，H2O2用量为废钞质量的3％；再加入45℃的热水调节废钞的质量浓度为12％，浸泡35min后在疏解器中疏解25min，然后加入水调节浓度至8％、在磨浆机中磨浆处理25min，使废钞纸浆打浆度在78°SR，最后经过洗涤、干燥，得到预处理废钞纸浆；
步骤二：将预处理后废钞纸浆加入N，N-二甲基乙酰胺溶液中，在150℃二甲基硅油油浴中加热活化85min，活化处理后废钞纸浆经压榨、55℃低温烘干，得到活化后废钞；
步骤三：在圆底烧瓶中加入N，N-二甲基乙酰胺溶液和无水氯化锂，制得混合液，将混合液在二甲基硅油油浴中加热到100℃，在磁力搅拌下使氯化锂溶解于二甲基乙酰胺中，制备得到氯化锂质量浓度为7％的DMAc/LiCl溶剂体系；将步骤二制备的活化后废钞加入到DMAc/LiCl溶剂体系中，搅拌状态下油浴加热至110℃进行溶解，13h后停止加热并冷却至室温，静置20h后，得到均一的再生纤维素溶液，其中步骤三活化后废钞与无水氯化锂的质量比为1：40、活化后废钞与无水氯化锂的质量比为3：20；
步骤四：在上述再生纤维素溶液中加入乙酸乙烯酯，再生纤维素溶液与乙酸乙烯酯的体积比为22：30，在135℃油浴条件下冷凝回流3h，反应结束后冷却至室温，通过注射器挤入到乙醇凝固浴中，用乙醇和水多次洗涤以完全除去溶剂，抽滤，风干，得到三醋酸纤维素；
步骤五：称取步骤四三醋酸纤维素、冰醋酸、水以及浓硫酸：三醋酸纤维素、冰醋酸、水、浓硫酸的质量比为1：15：2.0：0.05；将以上材料混合，在50～80℃油浴条件下水解1～8h，反应结束后用乙醇和水反复多次洗涤以除去溶剂，最后经抽滤、风干，得到部分水解的取代度为2.3的醋酸纤维素。
实施例6
步骤一：取一定量经碎解处理后的废钞，加入NaOH和H2O2，NaOH用量为废钞质量的4％，H2O2用量为废钞质量的2.5％；再加入55℃的热水调节废钞的质量浓度为16％，浸泡50min后在疏解器中疏解25min，然后加入水调节浓度至7％、在磨浆机中磨浆处理26min，使废钞纸浆打浆度在65°SR，最后经过洗涤、干燥，得到预处理废钞纸浆；
步骤二：将预处理后废钞纸浆加入N，N-二甲基乙酰胺溶液中，在180℃二甲基硅油油浴中加热活化70min，活化处理后废钞纸浆经压榨、45℃低温烘干，得到活化后废钞；
步骤三：在圆底烧瓶中加入N，N-二甲基乙酰胺溶液和无水氯化锂，制得混合液，将混合液在二甲基硅油油浴中加热到75℃，在磁力搅拌下使氯化锂溶解于二甲基乙酰胺中，制备得到氯化锂质量浓度为8％的DMAc/LiCl溶剂体系；将步骤二制备的活化后废钞加入到DMAc/LiCl溶剂体系中，搅拌状态下油浴加热至130℃进行溶解，18h后停止加热并冷却至室温，静置19h后，得到均一的再生纤维素溶液，其中步骤三活化后废钞与无水氯化锂的质量比为4：27、活化后废钞与无水氯化锂的质量比为2：15；
步骤四：在上述再生纤维素溶液中加入乙酸乙烯酯，再生纤维素溶液与乙酸乙烯酯的体积比为4：1，在108℃油浴条件下冷凝回流5h，反应结束后冷却至室温，通过注射器挤入到乙醇凝固浴中，用乙醇和水多次洗涤以完全除去溶剂，抽滤，风干，得到三醋酸纤维素；
步骤五：称取步骤四三醋酸纤维素、冰醋酸、水以及浓硫酸：三醋酸纤维素、冰醋酸、水、浓硫酸的质量比为0.6：12：1：0.2；将以上材料混合，在60℃油浴条件下水解5h，反应结束后用乙醇和水反复多次洗涤以除去溶剂，最后经抽滤、风干，得到部分水解的取代度为2.4的醋酸纤维素。
本发明方法制备的醋酸纤维素价值高，实现了废钞的高值化利用，能提取出废钞中80％以上的纤维素，真正实现了废钞的高效回收、转化利用。本方法制得的醋酸纤维素可用于3D打印，实现了良好的经济效益。

Claims (3)

1.一种以废钞为原料制备醋酸纤维素的方法，其特征在于，
步骤一：取一定量经碎解处理后的废钞，加入NaOH和H2O2，NaOH用量为废钞质量的1～6%，H2O2用量为废钞质量的1～5%；再加入40～60℃的热水调节废钞的质量浓度为10～18%，浸泡20～60min后在疏解器中疏解10～30min，然后加入水调节浓度至3～10%、在磨浆机中磨浆处理5～30min，使废钞纸浆打浆度在40～90°SR，最后经过洗涤、干燥，得到预处理废钞纸浆；
步骤二：将预处理后废钞纸浆加入N，N-二甲基乙酰胺溶液中，在120～180℃二甲基硅油油浴中加热活化60～180min，活化处理后废钞纸浆经压榨、40～60℃低温烘干，得到活化后废钞；
步骤三：在圆底烧瓶中加入N，N-二甲基乙酰胺溶液和无水氯化锂，制得混合液，将所述混合液在二甲基硅油油浴中加热到60～120℃，在磁力搅拌下使氯化锂溶解于二甲基乙酰胺中，制备得到DMAc/LiCl溶剂体系；将步骤二制备的活化后废钞加入到DMAc/LiCl溶剂体系中，搅拌状态下油浴加热至90～160℃进行溶解，6～24h后停止加热并冷却至室温，静置4～24h后，得到均一的再生纤维素溶液；所述DMAc/LiCl溶剂体系中氯化锂的质量浓度为4～10%、活化后的废钞与无水氯化锂的质量比为0.5～3：5～20；
步骤四：在上述再生纤维素溶液中加入乙酸乙烯酯，在100~150℃油浴条件下冷凝回流1~6h，反应结束后冷却至室温，通过注射器挤入到乙醇凝固浴中，用乙醇和水多次洗涤以完全除去溶剂，抽滤，风干，得到三醋酸纤维素；
步骤五：称取所述三醋酸纤维素、冰醋酸、水、浓硫酸的质量比为0.1～1.0：1～15：0.1～2.0： 0.01～0.2；将以上材料混合，在50~80℃油浴条件下水解1～8h，反应结束后用乙醇和水反复多次洗涤以除去溶剂，最后经抽滤、风干，得到部分水解的取代度为2.0～2.8的醋酸纤维素。
2.根据权利要求1所述的一种以废钞为原料制备醋酸纤维素的方法，其特征在于：步骤四所述再生纤维素溶液与乙酸乙烯酯的体积比为55-220：5~30。
3.根据权利要求1所述的一种以废钞为原料制备醋酸纤维素的方法，其特征在于：步骤五所述浓硫酸的质量分数为95～98 %。
CN201910899979.3A 2019-09-23 2019-09-23 一种以废钞为原料制备醋酸纤维素的方法 Active CN110590962B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910899979.3A CN110590962B (zh) 2019-09-23 2019-09-23 一种以废钞为原料制备醋酸纤维素的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910899979.3A CN110590962B (zh) 2019-09-23 2019-09-23 一种以废钞为原料制备醋酸纤维素的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110590962A CN110590962A (zh) 2019-12-20
CN110590962B true CN110590962B (zh) 2021-11-23

Family

ID=68862655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910899979.3A Active CN110590962B (zh) 2019-09-23 2019-09-23 一种以废钞为原料制备醋酸纤维素的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110590962B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112778554B (zh) * 2021-01-04 2022-10-04 湖南科技大学 一种利用废弃纸张制备可生物降解透明薄膜的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5244945A (en) * 1992-07-20 1993-09-14 International Communications & Energy Synthesis of plastics from recycled paper and sugar cane
CN102898529A (zh) * 2012-10-11 2013-01-30 华南理工大学 一种酯交换反应快速制备纤维素酯类衍生物的方法
CN105332308A (zh) * 2015-09-24 2016-02-17 安徽农业大学 一种以废报纸或废静电复印纸为原料制备纳米纤维素造纸助剂的方法
CN106146673A (zh) * 2016-07-14 2016-11-23 北方民族大学 由废纸制纤维素醋酸酯方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5244945A (en) * 1992-07-20 1993-09-14 International Communications & Energy Synthesis of plastics from recycled paper and sugar cane
CN102898529A (zh) * 2012-10-11 2013-01-30 华南理工大学 一种酯交换反应快速制备纤维素酯类衍生物的方法
CN105332308A (zh) * 2015-09-24 2016-02-17 安徽农业大学 一种以废报纸或废静电复印纸为原料制备纳米纤维素造纸助剂的方法
CN106146673A (zh) * 2016-07-14 2016-11-23 北方民族大学 由废纸制纤维素醋酸酯方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Production of bioethanol from waste money bills-A new cellulosic material for biofuels;Md. Mominul Islam Sheikh等;《Food and Bioproducts Processing》;20130131;第91卷(第1期);第60-65页 *
Synthesis and Characterization of Cellulose Acetate Extracted from Paper Waste;Fatima Zahra BERAICH等;《International Renewable and Sustainable Energy Conference》;20161231;第785-+页 *
预处理对纤维素在氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺体系中溶解行为的影响;王红乐等;《纸和造纸》;20140215;第33卷(第2期);第31-35页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110590962A (zh) 2019-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110485188B (zh) 一种木质纤维同步制备高纯纤维素和木质素纳米颗粒的方法及其应用
CN102182086B (zh) 一种全液相预水解硫酸盐置换蒸煮制备竹浆粕的方法
CN102585039B (zh) 一种半纤维素的提取分离方法
CN110590962B (zh) 一种以废钞为原料制备醋酸纤维素的方法
CN103243599A (zh) 利用废纸再生制备涂布白板纸工艺
CN102660050B (zh) 一种改善醋酸纤维素力学性能的方法
CN106222771A (zh) 一种纤维素纤维的制备方法
CN106283795B (zh) 一种分离半纤维素和纤维素的方法
CN108893796A (zh) 一种植物源改性纤维素纤维
CN103131017B (zh) 一种从木质纤维素生物质中提取木质素的工艺
CN101429733B (zh) 一种竹材溶解浆的制造工艺
CN103184582B (zh) 一种pva复合高强度高模量纤维素纤维的制备方法
CN105037753A (zh) 一种纤维素溶液的制备工艺及其设备
CN100503907C (zh) 由造纸级竹浆粕直接制造再生竹纤维的方法
CN102321990A (zh) 一种全液相预水解硫酸盐置换蒸煮制备竹浆粕的方法
CN101067285A (zh) 木浆粕变性生产工艺
Lengowski et al. Cellulose acquirement evaluation methods with different degrees of crystallinity.
CN101736427B (zh) 粘胶用竹浆粕及其生产方法
Lu et al. Preparation and characterization of lignin-containing cellulose nanocrystals from peanut shells using a deep eutectic solvent containing lignin-derived phenol
CN102677505B (zh) 漂白竹纸浆与漂白木纸浆复合改性为溶解浆的蒸煮工艺
CN106192040A (zh) 一种高长径比纤维素纳米纤维的制备方法
CN104863004B (zh) 一种棉浆粕制备及其污染治理的方法
CN106003352A (zh) 一种利用废旧衣物纤维制备复合纤维板的方法
CN106046179A (zh) 一种亚微米纤维素的制备方法
CN104556183B (zh) 改进的草浆绿液苛化制备白泥碳酸钙填料的工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant