一種醋酸纖維素微球的制備方法及由該方法制備的產(chǎn)品技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)屬于化學(xué)纖維素技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種醋酸纖維素微球的制備方法及由該方法制備的產(chǎn)品。本發(fā)明專利技術(shù)公開的醋酸纖維素微球的制備方法包括以下步驟：將含有增塑劑的醋酸纖維素絲束溶解于混合溶劑中，得到聚合物漿液，然后將得到的聚合物漿液加入到分散液中，充分混合得到懸浮液，降低醋酸纖維素溶解度，析出醋酸纖維素微球。本發(fā)明專利技術(shù)公開的醋酸纖維素微球的平均粒徑為5～1500μm；平均孔徑為2～200nm；比表面積0.6m2·g-1～10.0m2·g-1；醋酸纖維素的乙酰基取代度為2.0～2.6，殘余的增塑劑含量為醋酸纖維素微球質(zhì)量的1.0％～3.0％。本發(fā)明專利技術(shù)的微球具有易再生、生物相容性好和親水性好等優(yōu)點(diǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于化學(xué)纖維素
，涉及一種醋酸纖維素微球的制備方法及由該方法制備的產(chǎn)品。
技術(shù)介紹
醋酸纖維又稱醋酸纖維素，即纖維素醋酸酯。醋酸纖維素以醋酸和纖維素為原料經(jīng)酯化反應(yīng)制得的人造纖維。木質(zhì)纖維素經(jīng)醋化、水解、干燥等工序處理后獲得片狀的二醋酸纖維素片(簡稱“醋片”)，醋片經(jīng)紡絲后獲得二醋酸纖維素絲束(簡稱“絲束”)。醋酸纖維素可以通過棉短絨漿柏、木漿柏等纖維素在冰醋酸、醋酸酐、硫酸條件下直接酯化得到三醋酸纖維素，然后對三醋酸纖維進(jìn)行部分水解得到乙酰基取代度介于2. O 2. 6之間的二醋酸纖維素產(chǎn)品。二醋酸纖維素作為一種重要的有機(jī)纖維素酯，具有無毒、不易燃性，主要用于制造卷煙濾嘴。為了使絲束卷制成的濾棒具有合適硬度需要添加增塑劑。增塑劑是一種低分子量的化合物或聚合物，添加在需要增塑的聚合物內(nèi)，可增加聚合物的可塑性。增塑劑一般為高沸點(diǎn)的較難揮發(fā)的液體或低溶點(diǎn)的固體，而且大多數(shù)為酯類有機(jī)化合物。通常不與聚合物起化學(xué)反應(yīng)，和聚合物的相互作用主要是在升高溫度時(shí)的溶脹作用。增塑劑性能比較全面且生產(chǎn)和使用方便，應(yīng)用很廣。煙用二醋酸纖維素絲束制造卷煙濾嘴時(shí)的增塑劑通常選用三醋酸甘油酯或乙二醇二乙酸酯，增塑劑使用量占醋酸纖維素絲束質(zhì)量的5% 12%。在煙草加工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄絲束主要是以混有增塑劑的形式存在。除非另有說明，以下所述廢棄絲束都混有增塑劑。中國每年的醋酸纖維絲束使用量達(dá)26萬噸，每年產(chǎn)生廢棄絲束2000 4000噸。為了防止絲束外流失控，中國煙草專賣局規(guī)定所有廢棄絲束必須定點(diǎn)焚燒。焚燒雖然杜絕了廢棄絲束進(jìn)入假煙制造環(huán)節(jié)的途徑，但是不可避免的帶來了資源浪費(fèi)和不必要的碳排放。稍早中國有報(bào)道直接將廢棄絲束加入丙酮、助劑制成聚合物，經(jīng)過濾、脫泡利用干法紡絲制成絲束重新使用(廢醋纖(WCA)再生煙濾嘴纖維研究，人造纖維.1989，5:1-4.)，但是廢棄絲束中混有的增塑劑是難于用普通的過濾方式去除的，紡絲過程極易發(fā)生糊帽。有相關(guān)專利將廢棄絲束通過高溫水洗或酶水解的方法，去除增塑劑后再行回收重新制成絲束使用的(US 5，328，934、US5，504，119、US5，504，120，中國專利申請?zhí)?00910064880. 8)，有專利提出在密閉容器中采用先高壓/低溫，后低壓/高溫水洗方式提高增塑劑去除效率(us 5，402，893)，但是這些方法都需要耗費(fèi)大量的水和能量且洗滌廢水難于處理。也有將廢棄絲束粉碎后，利用生物酶將絲束降解為單糖(US4，298，013)再重新使用，但是生物降解速度緩慢且廢棄絲束中的增塑劑也難于處理。也有將廢棄絲束加入苛性鈉水解后，與纖維素混合用于造紙工業(yè)(US5，662,773、2004/0214702 Al)，但是此類方法工業(yè)附加值不高。也有專利公開采用混合溶劑進(jìn)行醋酸纖維回收方法(CN200910185996. 7)，但采用的毒性溶劑不利于后續(xù)有關(guān)處理。醋酸纖維素可根據(jù)其形狀的差異有其它應(yīng)用(比如電影膠片，薄膜或纖維)，其中醋酸纖維素微球是醋酸纖維素應(yīng)用的一個特殊領(lǐng)域。醋酸纖維素微球不僅保留醋酸纖維素原有的性質(zhì)，而且具有親水性、多孔性、較大比表面積和良好的溶脹性能等，可作為吸附劑在色譜與分離技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用。由于纖維素分子中的羥基被乙酰基所取代，消弱了氫鍵的作用力，使分子間距離增大，大大增強(qiáng)了分子中活性基團(tuán)羥基和羰基對貴重金屬親和力，因此可作為貴重金屬的吸附劑。由于醋酸纖維素微球其獨(dú)特的微觀特性，工業(yè)適應(yīng)性等正逐步獲得關(guān)注，有望在環(huán)保、生化、生物工程、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。日本Daicel公司曾公開了噴射法制備醋酸纖維素微球(US4，551，389、US4，663，447)，日本Nishikawa等人也介紹了二醋酸纖維素微球的“懸浮法”制備方法(US4，390，691、US4, 461，892)，以鹵代烴作為主要的溶劑制備微球。Wagenknecht W等人在堿性條件下在乙氧基烷基酚和乙酸乙酯混合溶液中將醋酸纖維素分散并蒸發(fā)溶劑后制得了部分醋酸纖維素脫乙酰化的纖維素微球(EP 750007A1)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種醋酸纖維素微球的制備方法。本專利技術(shù)的另一個目的是提供一種由上述方法制備的醋酸纖維素微球，該微球具有易再生、生物相容性好和親水性好等優(yōu)點(diǎn)。本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下本專利技術(shù)提供了一種醋酸纖維素微球的制備方法，該方法包括以下步驟將含有增塑劑的醋酸纖維素絲束溶解于混合溶劑中，得到聚合物漿液，然后將得到的聚合物漿液加入到分散液中，充分混合得到懸浮液，降低醋酸纖維素溶解度，析出醋酸纖維素微球。所述的增塑劑選自三醋酸甘油酯或乙二醇二乙酸酯中的一種。所述的醋酸纖維素絲束的乙酰基取代度為2. O 2. 6。所述的混合溶劑為醇類和酯類所組成的混合物，其中醇類的體積百分含量為I 40%，酯類的體積百分含量為60 99% ;其中，所述的醇類含有1-3個碳原子，進(jìn)一步選自甲醇、乙醇、正丙醇或異丙醇中的一種或幾種的混合物；所述的酯類選自c2 c5羧酸酯，進(jìn)一步選自醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸正丙酯或醋酸異丙酯中的一種或幾種的混合物。所述的分散液包括水溶性鹽、乳化劑、保護(hù)膠體、水以及混合溶劑中所選用的酯類物質(zhì)，水溶性鹽的質(zhì)量濃度為分散液總質(zhì)量的O. 3 5%，乳化劑的質(zhì)量濃度為分散液總質(zhì)量的O. I I. 5%，保護(hù)膠體的質(zhì)量濃度為分散液總質(zhì)量的O I. 5 %，混合溶劑中所選用的酯類物質(zhì)的質(zhì)量濃度為分散液總質(zhì)量的5. 0-15.0%，水的質(zhì)量濃度為分散液總質(zhì)量的77. 0-94. 6% ；其中水溶性鹽為醋酸金屬鹽，進(jìn)一步選自醋酸鈉或醋酸鉀中的一種或兩種的混合物；乳化劑為非離子表面活性劑，進(jìn)一步選自聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸單酯或失水山梨醇單月桂酸酯中的一種或兩種的混合物；保護(hù)膠體選自甲基纖維素、甲基纖維素混合醚、明膠或聚乙烯醇中的一種或幾種的混合物。所述的降低醋酸纖維素溶解度是通過減壓蒸餾懸浮液或?qū)腋∫杭尤氲饺ルx子水中進(jìn)行控制的；其中減壓蒸餾溫度為40°C 60°C，真空度260 180mbar ;懸浮液和去離子水的體積比為I : 30 I : 140。所述的醋酸纖維素微球中含有增塑劑的質(zhì)量百分含量為I. O 3. 0%。本專利技術(shù)提供了一種醋酸纖維素微球，該微球的平均粒徑為5 1500 μ m ;平均孔徑為20 IOOOnm ；比表面積O. 6m2 · g_1 10. Om2 · g_1 ;醋酸纖維素的乙酰基取代度為2. O 2. 6，殘余的增塑劑含量為醋酸纖維素微球質(zhì)量的I. 0% 3. 0%。所述的混合溶劑，是把兩種或兩種以上的溶劑，按一定的比例混合在一起的產(chǎn)物。本專利技術(shù)中可以選擇任何一種混合溶劑，只要這一混合溶劑能夠溶解廢棄絲束中的醋酸纖維素和增塑劑，得到一個含有醋酸纖維素和增塑劑的混合的聚合物漿液；同時(shí)，混合溶劑中的每個溶劑組分都能夠分散在分散液之中。所述的分散液，是指一種含有水溶性鹽、乳化劑、保護(hù)膠體等組分的水溶液，能夠溶解聚合物漿液中的混合溶劑和增塑劑；同時(shí)聚合物漿液中的醋酸纖維素微溶或不溶于該分散液中，能夠在該分散液中均勻分散得到懸浮液；其中，水溶性鹽為易溶于水的金屬鹽類，其作用是改善分散液中導(dǎo)電特性，調(diào)節(jié)分散液中分散質(zhì)的δ電位，提高整個溶液體系的穩(wěn)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種醋酸纖維素微球的制備方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：將含有增塑劑的醋酸纖維素絲束溶解于混合溶劑中，得到聚合物漿液，然后將得到的聚合物漿液加入到分散液中，充分混合得到懸浮液，降低醋酸纖維素溶解度，析出醋酸纖維素微球。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曹建國，竇峰，彭為駿，張杰，
申請(專利權(quán))人：南通醋酸纖維有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：