本发明专利技术提供一种在２０～３０℃的室温下可以溶解并且在热致可逆凝胶化过程中具有高的热致可逆胶凝强度的羟烷基甲基纤维素。更具体地，本发明专利技术提供一种水溶性羟烷基甲基纤维素，其中羟烷氧基的取代摩尔数为０．０５～０．１，甲氧基的取代度为１．６～１．９，所述的羟烷氧基分为羟烷氧基的羟基进一步被甲氧基取代的取代羟烷氧基和羟烷氧基的羟基没有进一步被取代的未取代羟烷氧基；并且所述的取代羟烷氧基的摩尔分数（Ａ）和所述的未取代羟烷氧基的摩尔分数（Ｂ）之比（Ａ／Ｂ）为０．４或更大。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及具有良好的热致可逆胶凝强度和溶解性得到改善的羟垸基 甲基纤维素。
技术介绍
由甲基和羟丙基对纤维素的醚取代得到的羟丙基甲基纤维素中，相对于纤维素链，甲氧基在分子内定域化(localized)。因此，羟丙基甲基纤维 素具有"热致可逆凝胶化性能"。具体而言，当加热羟丙基甲基纤维素的 水溶液时，定域在分子内的甲氧基发生疏水水合作用，使其成为含水凝胶。 另一方面，当使所得的凝胶冷却时，疏水水合作用降低，由此使所述的凝 胶恢复到原始的水溶液状态。由于这种热致可逆凝胶化性能，所述的水溶 液即使在加热之后也能显示出良好的形状保持性。例如，当羟烷基甲基纤 维素在制陶业中被用作挤出粘合剂时，将溶于水的羟垸基甲基纤维素与陶 瓷粒子混合捏合，形成特定的形状，在加热干燥中羟烷基甲基纤维素通过 加热转化成凝胶。当成为凝胶的部分具有高强度时，可抑制在干燥过程中 由于收縮变形引起的龟裂等缺陷。因此，所述的羟垸基甲基纤维素在制陶 业中专门用作挤出粘合剂。不具有羟烷氧基的甲基纤维素具有良好的热致可逆凝胶性能。所述甲基纤维素的热致可逆胶凝强度按照下述方法测定将2.5wt。/。的甲基纤维素 水溶液置于80。C的恒温浴槽中，15min后引起热致可逆凝胶化作用；将直 径为15mm的圆柱状棒以5cm/min的速率向下插入所述凝胶；当插入所述 凝胶内部2cm时，测量施加于圆柱状棒的最大负荷(g)。将上述最大负荷 (g)除以该棒的横截面积，得到所述热致可逆胶凝强度。用该方法测得的 热致可逆胶凝强度高达500 700g/cm2。当这样的甲基纤维素用于陶瓷粒子 的挤出以及随后的加热干燥时，可以使干燥过程中由于收縮变形引起的龟 裂降至最低。即使在陶瓷中加入甲基纤维素的量减少，仍然可减少在干燥 过程中由于龟裂引起的缺陷。当在甲基纤维素中引入的羟烷氧基的取代摩尔数大于0.1时，所得羟 烷基甲基纤维素的热致可逆胶凝强度在100g/cr^以下。例如羟丙氧基的取代摩尔数为0.15、甲氧基的取代度为1.8的羟丙基甲基纤维素可使其热致可逆胶凝强度达到30g/cm2。羟乙氧基的取代摩尔数为0.15、甲氧基的取代度 为1.8的羟乙基甲基纤维素可使其热致可逆胶凝强度达到25g/cm2。这就意 味着当需要高的热致可逆胶凝强度时，优选不具有羟烷氧基的甲基纤维素。 但是，为了使不具有羟垸氧基的甲基纤维素溶于水，必须把水温调节到10°C 以下。由于不溶于水的甲基纤维素不能达到其原有的热致可逆胶凝强度， 在实践中没有用处，因而很难使用不具有羟垸氧基的甲基纤维素。日本专利申请未审查公开No. 62-059074/1987公开了一种羟烷氧基的 取代摩尔数为0.02 0.13的羟烷基甲基纤维素，即使将温度设定在30。C左 右，其在预定时间后也能够溶于水，说明即使溶解温度不降低也可以溶解。 另外，日本专利申请审查公开No. 62-05卯74/1987公开了通过在甲基纤维 素中引入羟垸氧基可提高其热致可逆凝胶化温度。
技术实现思路
日本专利申请审査公开No. 62-059074/1987公开了引入羟垸氧基的甲 基纤维素比不具有羟垸氧基的甲基纤维素可具有更高的热致可逆凝胶化温 度，但是没有公开所述的高热致可逆胶凝强度是否能够保持。本专利技术人发 现日本专利申请审査公开No. 62-059074/1987所记载的羟烷基甲基纤维素 不是总能达到必需的热致可逆胶凝强度。为此，希望能够开发出一种羟垸 基甲基纤维素，例如羟丙基甲基纤维素和羟乙基甲基纤维素，即使没有将 温度降低到10。C以下，也能容易地将所述的羟垸基甲基纤维素溶解，并且 通过加热所述羟垸基甲基纤维素的溶液时，可以产生较高的热致可逆胶凝 强度。基于上述内容完成了本专利技术。本专利技术的目的是提供一种羟烷基甲基纤 维素，该羟烷基甲基纤维素在20 30。C的室温下可以溶解，并且形成热致 可逆凝胶时具有高的热致可逆胶凝强度。为达到上述目的，本专利技术人进行了深入研究。结果发现一种水溶性羟 烷基甲基纤维素，其中羟烷氧基的取代摩尔数为0.05 0.1，甲氧基的取代 度为1.6 1.9，并且(A/B)之比为0.4或更大，其中(A)为羟垸氧基的 羟基进一步被甲氧基取代的取代羟烷氧基的摩尔分数，(B)为羟烷氧基的 羟基没有进一步被甲氧基取代的未取代羟烷氧基的摩尔分数；所述的羟垸基甲基纤维素在20 30°C的室温下可以溶解，并且其热致可逆胶凝强度与不具有羟烷氧基的甲基纤维素的热致可逆胶凝强度相当，比商业渠道可获得的羟丙基甲基纤维素或羟乙基甲基纤维素的热致可逆胶凝强度高很多，从而完成了本专利技术。根据本专利技术，提供一种水溶性羟烷基甲基纤维素，其中羟垸氧基的取代摩尔数为0.05 0.1，甲氧基的取代度为1.6 1.9，所述的羟烷氧基分为 羟烷氧基的羟基进一步被甲氧基取代的取代羟烷氧基和羟垸氧基的羟基没 有进一步被取代的未取代羟垸氧基；并且所述的取代羟烷氧基的摩尔分数 (A)和所述的未取代羟烷氧基的摩尔分数(B)之比(A/B)为0.4或更大。根据本专利技术，还提供一种制备水溶性羟垸基甲基纤维素的方法，该方 法包括以下步骤使纤维素和碱反应，得到碱性纤维素；以及使所述的碱性纤维素与羟烷基醚化剂和甲基醚化剂反应，得到水溶性 羟烷基甲基纤维素，其中羟烷氧基的取代摩尔数为0.05 0.1，甲氧基的取 代度为1.6 1.9,所述的羟烷氧基分为羟垸氧基的羟基进一步被甲氧基取代 的取代羟烷氧基和羟垸氧基的羟基没有进一步被取代的未取代羟垸氧基； 并且所述的取代羟烷氧基的摩尔分数(A)和所述的未取代羟烷氧基的摩尔 分数(B)之比(A/B)为0.4或更大；其中得到所述水溶性羟烷基甲基纤维素的步骤包括加入所述羟烷基醚化剂 的阶段，和在所述羟烷基醚化剂和所述碱性纤维素进行反应之后加入所述 甲基醚化剂的阶段；或包括加入所述羟垸基醚化剂和所述甲基醚化剂的阶 段，使得当羟烷基醚化剂化学计算量的60wt。/。以上完成反应时，所述甲基 醚化剂化学计算量的40wt。/。以上保持未反应。根据本专利技术，提供一种水溶性羟垸基甲基纤维素，该羟烷基甲基纤维 素在20 30°C的室温下可以溶解，并且当形成热致可逆凝胶时具有高的热 致可逆胶凝强度。具体实施例方式下面将具体描述本专利技术。对本专利技术所使用的羟烷氧基的取代摩尔数为0.05 0.1，甲氧基的取代度为1.6~1.9的水溶性羟垸基甲基纤维素没有特别的限制，可以按照日本专利申请未审查公开No. 2001-302701记载的方法制备将纤维素浸渍在预 定量的碱性水溶液中，然后使所得碱性纤维素与必需量的甲基醚化剂(优 选甲基氯)和羟烷基醚化剂(优选环氧丙垸或环氧乙烷)反应。本专利技术所用的术语"羟垸氧基的取代摩尔数"是指纤维素的每个葡萄 糖环单元加附的羟烷氧基(优选羟丙氧基或羟乙氧基)的平均摩尔数。术语"甲氧基的取代度"是指纤维素的每个葡萄糖环单元被甲氧基取代的羟 基的平均数目。为了调节(A/B)之比为0.4或更大，其中(A)是羟烷氧基的羟基进 一步被甲氧基取代的取代羟垸氧基的摩尔分数，(B)是羟垸氧基的羟基没 有进一步被甲氧基取代的未取代羟垸氧基的摩尔分数，可以控制醚化剂的 加入顺序或速率，使得在甲氧基取代之前进行多个羟垸基的取代。更具体地，在纤维素与必需量的碱(优选苛性钠溶液)反本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水溶性羟烷基甲基纤维素，其中羟烷氧基的取代摩尔数为０．０５～０．１，甲氧基的取代度为１．６～１．９，所述的羟烷氧基分为羟烷氧基的羟基进一步被甲氧基取代的取代羟烷氧基和羟烷氧基的羟基没有进一步被取代的未取代羟烷氧基；并且所述的取代羟烷氧基的摩尔分数（Ａ）和所述的未取代羟烷氧基的摩尔分数（Ｂ）之比（Ａ／Ｂ）为０．４或更大。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：早川和久，伊藤留美子，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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