一种改性β‑环糊精接枝硝化纤维素及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种改性β‑环糊精接枝硝化纤维素及其制备方法，首先将β‑环糊精和N‑羟甲基丙烯酰胺在酸性溶液中进行反应，得到β‑环糊精‑N‑羟甲基丙烯酰胺；将所述β‑环糊精‑N‑羟甲基丙烯酰胺、硝化纤维素、硝酸铈铵在硝酸溶液中进行接枝反应，得到改性β‑环糊精接枝硝化纤维素。本发明专利技术通过使用N‑羟甲基丙烯酰胺对β‑环糊精进行改性，使改性后的β‑环糊精具备与硝化纤维素接枝的官能团，成功的实现了将β‑环糊精接枝到硝化纤维素上，使接枝后的硝化纤维素既保留了原有的特性，还兼具β‑环糊精吸附环境有害物质及除臭的能力，提高了硝化纤维素的环保性能。

A modified beta cyclodextrin grafted cellulose nitrate and preparation method thereof

The invention provides a modified beta cyclodextrin grafted cellulose nitrate and its preparation method, the beta cyclodextrin and N hydroxymethyl acrylamide reaction in acid solution by beta cyclodextrin N methylolacrylamide; the beta cyclodextrin N hydroxymethyl acrylamide cellulose nitrate and ammonium ceric nitrate, the grafting reaction in nitric acid solution, the modified beta cyclodextrin grafted cellulose nitrate. The present invention by the use of N hydroxymethyl acrylamide modified beta cyclodextrin, the modified beta cyclodextrin with functional groups and nitration of cellulose graft, the successful implementation of the beta cyclodextrin grafted to nitrocellulose, the nitrocellulose after grafting is retained the original characteristics. Both beta cyclodextrin adsorbed environmentally harmful substances and deodorization ability, improve the environmental performance of nitrocellulose.

【技术实现步骤摘要】
一种改性β-环糊精接枝硝化纤维素及其制备方法
本专利技术涉及一种环保材料的
，特别涉及一种改性β-环糊精接枝硝化纤维素及其制备方法。
技术介绍
硝化纤维素又名硝化棉，为纤维素与硝酸酯化反应的产物，是一种白色纤维状聚合物，耐水、耐稀酸、耐弱碱和各种油类。硝化纤维素在民用领域广泛用于制备涂料、油墨、赛璐珞等。但是，由普通的硝化纤维素中有机挥发物含量高，导致由其制备的涂料和油墨等环保性能差。目前，人们主要通过醇酸树脂、丙烯酸酯、聚氨酯、有机硅等改性剂改性硝化纤维素，将其制备成水性硝化纤维素乳液，从而达到降低有机挥发物含量的目的，提高其环保性。目前尚没有通过改性使硝化纤维素自身具有吸收环境有害物质的能力，从而提高其环保性的相关技术。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种改性β-环糊精接枝硝化纤维素及其制备方法，通过将β-环糊精接枝到硝化纤维素上，使接枝后的硝化纤维素能够兼具硝化纤维素和β-环糊精的特点，从而使硝化纤维素自身具备吸收环境污染物的能力，提高硝化纤维素的环保性。本专利技术提供了一种改性β-环糊精接枝硝化纤维素的制备方法，包括以下步骤：(1)将β-环糊精和N-羟甲基丙烯酰胺在酸性溶液中进行反应，得到β-环糊精-N-羟甲基丙烯酰胺；(2)将所述步骤(1)得到的β-环糊精-N-羟甲基丙烯酰胺、硝化纤维素、硝酸铈铵在硝酸溶液中进行接枝反应，得到改性β-环糊精接枝硝化纤维素。优选的，所述步骤(1)中β-环糊精、N-羟甲基丙烯酰胺和酸性溶液的质量比为1∶0.5～1∶2～3；所述酸性溶液的质量分数为1～3％。优选的，所述步骤(1)中反应的温度为50～80℃；反应的时间为5～15min。优选的，所述步骤(2)中β-环糊精-N-羟甲基丙烯酰胺和硝化纤维素的质量比为4～16∶1。优选的，所述步骤(2)中硝酸溶液的质量浓度为1～3％；优选的，所述步骤(2)中硝酸溶液和硝化纤维素的质量比为90～110∶1。优选的，所述步骤(2)中接枝反应的温度为30～90℃；接枝反应的时间为30～150min。优选的，所述步骤(2中)硝化纤维素的含氮量为10～14％。本专利技术提供了上述方案所述制备方法制备的改性β-环糊精接枝硝化纤维素。优选的，所述改性β-环糊精接枝硝化纤维素中改性β-环糊精的接枝率为2～26％本专利技术提供了一种改性β-环糊精接枝硝化纤维素的制备方法，包括以下步骤：(1)将β-环糊精和N-羟甲基丙烯酰胺在酸性溶液中进行反应，得到β-环糊精-N-羟甲基丙烯酰胺；(2)将所述步骤(1)得到的β-环糊精-N-羟甲基丙烯酰胺、硝化纤维素、硝酸铈铵在硝酸溶液中进行接枝反应，得到改性β-环糊精接枝硝化纤维素。本专利技术通过使用N-羟甲基丙烯酰胺对β-环糊精进行改性，使改性后的β-环糊精具备与硝化纤维素接枝的官能团，成功的实现了将β-环糊精接枝到硝化纤维素上，使接枝后的硝化纤维素既保留了原有的特性，还兼具β-环糊精吸附环境有害物质及除臭的能力，提高了硝化纤维素的环保性能；并且本专利技术提供的制备方法简单，步骤少，容易进行工业化生产。实施例表明，使用本专利技术的制备方法得到的改性β-环糊精接枝硝化纤维素能够实现对芳香族致癌物等环境污染物的吸附包容，具备自身吸附环境污染物的能力，是一种具有广阔应用前景的环保原料。附图说明图1为本专利技术实施例1中硝化纤维素、β-环糊精、β-环糊精-N-羟甲基丙烯酰胺和改性β-环糊精接枝硝化纤维素的红外光谱图。具体实施方式本专利技术提供了一种改性β-环糊精接枝硝化纤维素的制备方法，包括以下步骤：(1)将β-环糊精和N-羟甲基丙烯酰胺在酸性溶液中进行反应，得到β-环糊精-N-羟甲基丙烯酰胺；(2)将所述步骤(1)得到的β-环糊精-N-羟甲基丙烯酰胺、硝化纤维素、硝酸铈铵在硝酸溶液中进行接枝反应，得到改性β-环糊精接枝硝化纤维素。本专利技术将β-环糊精和N-羟甲基丙烯酰胺在酸性溶液中进行反应，得到β-环糊精-N-羟甲基丙烯酰胺。在本专利技术中，所述β-环糊精、N-羟甲基丙烯酰胺和酸性溶液的质量比优选为1∶0.5～1∶2～3，更优选为1∶0.6～0.8∶2；所述酸性溶液中酸的质量分数优选为1～3％，更优选为1.5～2.5％。本专利技术对步骤(1)中β-环糊精、N-羟甲基丙烯酰胺和酸性溶液的加料顺序没有特殊要求，采用任意的加料顺序进行混合均可。本专利技术对酸性溶液的具体种类没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的，能够在溶液中提供H+的酸性溶液即可，具体的如盐酸、硝酸和硫酸等。在本专利技术中，所述步骤(1)中反应的温度优选为50～80℃，更优选为60～70℃，最优选为65℃；所述步骤(1)中反应的时间优选为5～15min，更优选为8～12min，最优选为10min。所述步骤(1)反应完成后，本专利技术优选对反应液进行提纯，得到提纯产物。本专利技术优选使用丙酮沉淀法进行提纯；在本专利技术的具体实施例中，优选将步骤(1)所得反应液与丙酮混合，在3～10℃条件下静置，使产物自然沉降后过滤即可；所述静置的时间优选为12～14h，更优选为12.5～13.5h，最优选为13h；所述反应液与丙酮的体积比优选为1∶0.2～1.2，更优选为1∶0.5～1。所述提纯后，本专利技术优选将提纯所得产物干燥，得到β-环糊精-N-羟甲基丙烯酰胺。在本专利技术中，所述干燥优选为真空干燥；所述真空干燥的温度优选为20～50℃，更优选为30～40℃；所述真空干燥的时间优选为10～20h，更优选为13～15h。得到β-环糊精-N-羟甲基丙烯酰胺后，本专利技术将所述步骤(1)得到的β-环糊精-N-羟甲基丙烯酰胺、硝化纤维素、硝酸铈铵在硝酸溶液中进行接枝反应，得到改性β-环糊精接枝硝化纤维素。在本专利技术中，所述β-环糊精-N-羟甲基丙烯酰胺和硝化纤维素的质量比优选为4～16∶1，更优选为5～15∶1，最优选为8～12∶1；所述硝酸溶液的质量浓度为优选1～3％，更优选为1.5～2.5％；所述硝酸溶液和硝化纤维素的质量比优选为90～110∶1，更优选为95～105∶1，最优选为100∶1。在本专利技术中，所述硝酸铈铵作为引发剂，引发β-环糊精-N-羟甲基丙烯酰胺和硝化纤维素的接枝反应，所述硝酸铈铵在反应液中的浓度优选为5～20mmol/L，更优选为10～15mmol/L；在本专利技术的具体实施例中，优选根据硝酸溶液的体积确定硝酸铈铵的加入量，将硝酸铈铵的浓度控制在上述范围内即可。本专利技术优选在惰性气体保护条件下进行接枝反应；本专利技术对惰性气体的种类没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的惰性气体即可，具体的如氮气、氦气。本专利技术优选使用氮气。本专利技术对步骤(2)中β-环糊精-N-羟甲基丙烯酰胺、硝化纤维素、硝酸铈铵和硝酸溶液的加料顺序没有特殊要求，采用任意的加料顺序进行混合均可。在本专利技术中，所述步骤(2)中接枝反应的温度优选为30～90℃，更优选为40～80℃，最优选为50～70℃；所述步骤(2)中接枝反应的时间优选为30～150min，更优选为50～100min，最优选为60～80min。所述接枝反应完成后，本专利技术优选对反应液过滤，得到粗产物。本专利技术对过滤的具体方式没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的过滤方式即可。所述过滤后，本专利技术优选将粗产物洗涤。在本专利技术中，所述洗涤用洗涤剂优选为水，具体的如去离子水；所述洗涤的次数优选为3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性β‑环糊精接枝硝化纤维素的制备方法，包括以下步骤：(1)将β‑环糊精和N‑羟甲基丙烯酰胺在酸性溶液中进行反应，得到β‑环糊精‑N‑羟甲基丙烯酰胺；(2)将所述步骤(1)得到的β‑环糊精‑N‑羟甲基丙烯酰胺与硝化纤维素和硝酸铈铵在硝酸溶液中进行接枝反应，得到改性β‑环糊精接枝硝化纤维素。

【技术特征摘要】
1.一种改性β-环糊精接枝硝化纤维素的制备方法，包括以下步骤：(1)将β-环糊精和N-羟甲基丙烯酰胺在酸性溶液中进行反应，得到β-环糊精-N-羟甲基丙烯酰胺；(2)将所述步骤(1)得到的β-环糊精-N-羟甲基丙烯酰胺与硝化纤维素和硝酸铈铵在硝酸溶液中进行接枝反应，得到改性β-环糊精接枝硝化纤维素。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中β-环糊精、N-羟甲基丙烯酰胺和酸性溶液的质量比为1∶0.5～1∶2～3；所述酸性溶液的质量分数为1～3％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中反应的温度为50～80℃；反应的时间为5～15min。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中β-环糊精-N-羟甲基丙烯酰胺和硝...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑茗心，李世影，
申请(专利权)人：郑茗心，南京理工大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50