一种可熔融加工的纤维素酯及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种可熔融加工的纤维素酯及其制备方法和应用。本申请制备的纤维素酯可以在分解温度下熔融，进而适用于热加工。而且，本发明专利技术制备的纤维素酯可直接用来进行熔融加工，不需添加任何增塑剂及助剂，可通过热压、注塑或熔融纺丝得到透明塑料制件、膜及纤维，在纤维、薄膜、塑料、包装、3D打印等领域具有重要的实用价值。另外，本申请的合成简单，原料获得容易且价格低廉，便于大规模生产。并且后处理简单易行，合成工艺污染少，符合绿色环保要求。

【技术实现步骤摘要】
一种可熔融加工的纤维素酯及其制备方法与应用
本专利技术属于天然高分子材料
，具体涉及一种可熔融加工的纤维素酯及其制备方法与应用。
技术介绍
纤维素因其来源丰富，价格低廉，具有生物可降解性和环境相容性的特点，在纤维、造纸、薄膜、聚合物、涂料等工业领域中都得到了广泛的应用。由于天然纤维素分子内和分子间存在大量的氢键，同时纤维素聚集态结构的复杂性和较高的结晶度，所以纤维素不溶于水和有机溶剂，不熔融，无法像传统塑料那样进行熔融加工。为了实现纤维素材料的热塑加工，需要破坏纤维素分子内和分子间的氢键，减弱纤维素分子间作用力。Schroeter等在激光、高压和机械剪切的共同作用下破坏天然纤维素中的氢键，实现纤维素的热塑加工(Cellulose，2005，12，159-165)。但是，这种热塑加工方式操作条件过于苛刻，很难应用于实际生产。解等在纤维素中加入25-70wt％具有强氢键形成能力的1-丁基-3-甲基咪唑氯盐(BmimCl)离子液体作为增塑剂，实现了纤维素的热塑加工，制得了纤维素/BmimCl复合材料(Cellulose,2015,22,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纤维素酯，其特征在于，所述纤维素酯具有如下所示的结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种纤维素酯，其特征在于，所述纤维素酯具有如下所示的结构：



其中，所述R1、R2、R3相同或不同，彼此独立地选自H、乙酰基或R’基团，所述R’基团选自以下结构：



所述n选自100-2000；
所述纤维素酯中，乙酰基的取代度为0-2.5；R’基团的取代度为0.5-3.0；且乙酰基和R’基团的总取代度为2.5-3.0。


2.一种纤维素酯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：纤维素与酰化试剂进行反应；得到纤维素酯；
所述反应可以加入溶剂；
所述制备方法为：将纤维素溶于溶剂1中，得到纤维素溶液；向得到的纤维素溶液中加入酰化试剂和溶剂2，进行反应；得到纤维素酯；
所述溶剂1、溶剂2相同或不同，彼此独立地选自离子液体、有机溶剂、离子液体与有机溶剂的混合溶剂；
优选地，所述离子液体由阳离子和阴离子组成；所述离子液体的阳离子选自无取代或任选被一个、两个或更多个Rb取代的：咪唑阳离子、吡啶阳离子；
每一个Rb相同或不同，彼此独立地选自：C1-40烷基、C2-40烯基；
所述离子液体的阴离子选自卤离子、烷基酸离子、有机磷酸酯离子；所述卤离子选自氟离子、氯离子、溴离子、碘离子；所述烷基酸离子选自甲酸离子、乙酸离子；所述有机磷酸酯离子选自烷基磷酸酯离子、二烷基磷酸酯离子；
优选地，所述酰化试剂选自含有R1、R2或R3基团的酰氯、酰溴或酸酐；优选为含有R1、R2或R3基团的酰氯，即酰化试剂选自R1Cl、R2Cl、R3Cl中的至少一种；所述R1、R2、R3具有权利要求1所述定义。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述离子液体选自：1-乙基-3-甲基咪唑氯盐离子液体、1-乙基-3-甲基咪唑溴盐离子液体、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐离子液体、1-烯丙基-3-甲基咪唑溴盐离子液体、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐离子液体、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液体、1-烯丙基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液体、1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液体、N-乙基吡啶氯盐离子液体、N-乙基吡啶溴盐离子液体、1,3-二甲基咪唑二甲基磷酸酯盐离子液体、1-乙基-3-甲基咪唑二乙基磷酸酯盐离子液体、3-甲基咪唑甲酸盐离子液体、N-甲基吡啶甲酸盐离子液体、1-乙基-3-甲基咪唑甲酸盐离子液体、1-丁基-3-甲基咪唑甲酸盐离子液体中的至少一种；
优选地，所述有机溶剂选自砜类溶剂、酰胺类溶剂、吡咯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金明，陈张彦，张军，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11