干燥的纤维素纳米晶体(CNC)的溶剂和聚合物可再分散制剂的制备制造技术

本发明专利技术提供可再分散的化学改性纤维素纳米晶体，其包含硫酸、磷酸半酯、羧酸或其混合物的负离子与带正电荷的质子化胺化合物的离子加合物。改性纤维素纳米晶体易于在多种介质中再分散并产生稳定的乳液。通过向酸性纤维素纳米晶体的水性悬浮液中加入一定量的胺化合物以将悬浮液的pH提高至约低于所述胺的pKa，将所得悬浮液混合并干燥以产生可再分散的CNC，来制备改性的纤维素纳米晶体。

Preparation of solvent and polymer redispersible preparations for dried cellulose nanocrystals (CNC)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】干燥的纤维素纳米晶体(CNC)的溶剂和聚合物可再分散制剂的制备本专利技术的背景可以通过多种方法从纤维素生物质(如软木纤维)中提取纤维素纳米晶体(CNC)。大多数的工业生产纤维素纳米晶体含有通过硫酸水解提取工艺引入到晶体表面的可滴定的酸性硫酸半酯部分。尽管在工业上还没有完成，但可以通过使用磷酸代替硫酸来生产CNC，其产生磷酸半酯表面官能团。它们也可以通过氧化来生产或改性，产生具有单独的羧酸基团、或与硫酸半酯混合的羧酸基团的CNC。酸性CNC悬浮液通常在商业生产过程中用碱金属氢氧化物中和，以便在水中完全再分散。也可以使用有机氢氧化物，例如氢氧化四烷基铵(S.Beck等，US20110290149A；X.M.Dong等，Langmuir，第13卷，第2404-2409页，1997)。用于中和的碱的类型可改变悬浮特性，例如粘度和自组装行为。但是，干燥的带静电的CNC在大多数有机溶剂以及非极性基质中的再分散仍然困难。当提及干燥的CNC的可再分散性时，溶剂使抗衡离子溶剂化的能力也很重要；溶剂可以具有高介电常数，但不能溶剂化特定的抗衡离子。干燥后，纤维素纳米晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可再分散的纤维素纳米晶体(CNC)，其中所述CNC包含由质子化胺化合物形成的阳离子基团和由可滴定酸性基团形成的阴离子基团的非共价离子加合物，其中所述可滴定酸性基团位于所述CNC的表面，其中所述可滴定酸基团包括硫酸半酯或磷酸半酯、羧酸或其混合物，并且其中所述可再分散的CNC为分离的干燥形式。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170519 US 62/508,5561.一种可再分散的纤维素纳米晶体(CNC)，其中所述CNC包含由质子化胺化合物形成的阳离子基团和由可滴定酸性基团形成的阴离子基团的非共价离子加合物，其中所述可滴定酸性基团位于所述CNC的表面，其中所述可滴定酸基团包括硫酸半酯或磷酸半酯、羧酸或其混合物，并且其中所述可再分散的CNC为分离的干燥形式。


2.如权利要求1所述的可再分散的CNC，其中，所述可滴定酸基团包括硫酸半酯(未改性或脱硫的)、羧酸或其混合物。


3.如权利要求1或2所述的可再分散的CNC，其中，所述胺化合物是胺封端聚烷烃、胺封端聚烷基醚或胺封端聚亚烷基亚胺。


4.如权利要求1至3中任一项所述的可再分散的CNC，其中，所述胺化合物是单胺封端聚烷烃、单胺封端聚烷基醚或单胺封端聚亚烷基亚胺。


5.如权利要求1至4中任一项所述的可再分散的CNC，其中，所述胺化合物是具有下式的单胺封端聚烷基醚：
R1-[O(CH2)x]a-[OCH2CH(CH3)]b-NH2
其中所述聚烷基醚可以是均聚物、AB或ABA嵌段共聚物或交替共聚物；
R1为H，或选自可选地具有取代基的1至14个碳原子的直链或支链烷基；或R1为可选地具有取代基的6至10个碳原子的芳基；或R1为烷基-亚芳基基团，其中所述烷基和亚芳基残基各自独立地可选地具有取代基，而且所述烷基残基为具有1至14个碳原子的直链或支链烷基，所述亚芳基残基包含6至10个碳原子；
a或b各自独立地为1至60的整数，其中可选地在均聚物的情况下，所述a或b中的一个可以为零(0)；
x为1到4的整数。


6.如权利要求1至4中任一项所述的可再分散的CNC，其中，所述胺化合物是具有下式的胺封端聚烷基醚：



其中a和ba或b各自独立地是1至60的整数，其中可选地在均聚物的情况下，所述a或b中的一个可以为零(0)，
每次出现单体b时，对于氧化乙烯(EO)而言R2可以为R2＝H，对于氧化丙烯(PO)而言R2可以为R2＝CH3。


7.如权利要求6所述的可再分散的CNC，其中，所述聚氧化乙烯/聚氧化丙烯(PO/EO)比为1/10至10/1。


8.如权利要求1至7中任一项所述的可再分散的CNC，其中，所述胺化合物的分子...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·布拉萨，M·梅索特，R·贝利，
申请(专利权)人：塞鲁福斯公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA