一种基于微波辅助低共熔溶剂提高溶解浆品质的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于微波辅助低共熔溶剂提高溶解浆品质的方法，属于造纸工业技术领域，解决了传统加热法中溶剂传质与反应相对缓慢、效率不高等问题的技术问题。本发明专利技术公开的一种基于微波辅助低共熔溶剂提高溶解浆品质的方法，采用微波辅助低共熔溶剂提高溶解浆品质，可以在30～300s内即可实现溶解浆的快速降黏和反应性能提升，克服了传统加热方式中低共熔溶剂传质和反应缓慢、效率不高等问题，具有操作简单、瞬时高效、绿色低碳、成本低廉且可循环利用的特点。环利用的特点。

A method of improving the quality of dissolved pulp based on microwave-assisted low eutectic solvent

【技术实现步骤摘要】
一种基于微波辅助低共熔溶剂提高溶解浆品质的方法


[0001]本专利技术属于造纸工业
，具体涉及一种基于微波辅助低共熔溶剂提高溶解浆品质的方法。

技术介绍

[0002]溶解浆是一种高纯度的纤维素制品，其α
‑
纤维素含量高达90％以上，目前主要被用于生产粘胶纤维和其他纤维素功能材料。粘胶纤维作为溶解浆的主导产品，对溶解浆品质，尤其是浆料黏度和反应性能具有一定要求，如适宜的浆料黏度(300
‑
500mL/g)和较高的反应性能(Fock反应性能高于50％)，以达到经济、环保、高效的生产要求。溶解浆的高黏度和低反应性能将导致溶解浆在粘胶生产过程中碱化与黄化不完全，易堵塞喷头，影响粘胶纤维再生过程及产品质量。尽管可通过增加化学药品(氢氧化钠和二硫化碳)用量以达到纤维素完全溶解，但二硫化碳是一种毒性试剂，其用量的增加不仅给增加了生产成本，也给生产环境带来压力。因此，采用一定的预处理或后处理手段提高溶解浆品质势在必行。
[0003]通常可采用硫酸等无机酸液处理提高溶解浆的反应性能。该方法通常耗时较长、反应温度较高。一方面，无机酸自身对溶解浆的活化效率有限；另一方面，通常与无机酸反应匹配的加热方式为传统水浴加热，该方式热量损耗大，加热相对缓慢，效率较低。同时，无机酸处理伴随着处理后废液回收困难的缺点。
[0004]低共熔溶剂是由氢键供体和氢键受体按照一定比例，采用简单的物理共混合成，具有易于制备、价格低廉、环境友好、生物相容性好、结构可设计性及可循环利用等独特优势。酸性低共熔溶剂在纤维素大分子链解聚、纤维形貌破坏及纤维结构润胀方面具有优势，但由于低共熔溶剂黏度相对较高、在致密的纤维结构中传质相对缓慢、导致处理时间相对较长、处理效率有待进一步提高。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于微波辅助低共熔溶剂提高溶解浆品质的方法，用以解决传统加热法中溶剂传质与反应相对缓慢、效率不高等问题的技术问题。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]本专利技术公开了一种基于微波辅助低共熔溶剂提高溶解浆品质的方法，包括以下步骤：
[0008]将溶解浆浆板制成溶解浆浆料，随后将溶解浆浆料和低共熔溶剂混合后，置于微波消解反应器中进行反应，得到协同处理后的浆料；将协同处理后的浆料进行过滤、洗涤、风干后，得到经过微波/低共熔溶剂处理的溶解浆；
[0009]其中，所述在微波消解反应器中进行反应的反应温度为40～70℃，反应时间为30～300s。
[0010]进一步地，所述溶解浆浆板制成溶解浆浆料的方法为：将溶解浆浆板撕成碎片浸
泡于去离子水中，用疏解机打散，然后浓缩至溶解浆浆料的浓度为20％～25％；
[0011]所述溶解浆为木材溶解浆或非木材溶解浆；所述木材溶解浆包括预水解硫酸盐、冷碱抽提法制备的针叶木或阔叶木溶解浆，非木材溶解浆包括预水解硫酸盐、冷碱抽提法制备竹、蔗渣或稻麦草溶解浆。
[0012]进一步地，所述溶解浆的粘度为600～800mL/g，溶解浆的Fock反应性能为20％
‑
50％；所述浓缩的方式为采用目数小于等于200目的尼龙浆袋进行挤压浓缩。
[0013]进一步地，所述低共熔溶剂的制备方法为：将氢键受体和氢键供体混合，随后在50
‑
80℃下搅拌直至形成透明澄清的液体；所述氢键受体为氯化胆碱；所述氢键供体为草酸、乳酸、甲酸或乙酸。
[0014]进一步地，当所述氢键供体为草酸、甲酸或乙酸时，所述氢键受体和氢键供体的摩尔比为(1：1)～(1：3)。
[0015]进一步地，当氢键供体为乳酸时，所述氢键受体和氢键供体的摩尔比为(1:5)～(1：10)。
[0016]进一步地，所述微波消解反应器为微波消解仪；所述微波消解仪进行加热时的最大功率为200～500W；所述溶解浆浆料和低共熔溶剂占微波消解仪中的反应釜总容积的1/2～3/5。
[0017]进一步地，得到将协同处理后的浆料进行过滤后得到反应后的低共熔溶剂，将反应后的低共熔溶剂采用旋转蒸发法进行浓缩净化，净化后重复再利用。
[0018]进一步地，将协同处理后的浆料进行过滤、洗涤后，得到洗涤液，将洗涤液采用旋转蒸发法进行浓缩净化，净化后重复再利用。
[0019]进一步地，所述溶解浆浆料和低共熔溶剂的固液质量比为(1:5)～(1:15)。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0021]本专利技术公开了一种基于微波辅助低共熔溶剂提高溶解浆品质的方法，采用微波辅助低共熔溶剂提高溶解浆品质，可以在30～300s内即可实现溶解浆的快速降黏和反应性能提升，克服了传统加热方式中低共熔溶剂传质和反应缓慢、效率不高等问题。快速高效的处理效果主要基于低共熔溶剂对微波辐射的敏感响应性，通过促进低共熔溶剂的极化与共振作用(离子特性与分子极性)，强化了溶剂在纤维之间及内部的摩擦剪切作用，促进了低共熔溶剂的传质与反应，有利于提升溶解浆黏度控制和反应性能，从而起到降低预处理温度和反应时间的效果。该方法具有操作简单、瞬时高效、绿色低碳、成本低廉且可循环利用的特点。
具体实施方式
[0022]为使本领域技术人员可了解本专利技术的特点及效果，以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，均为本领域技术人员对于本专利技术所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。
[0023]本文描述和公开的理论或机制，无论是对或错，均不应以任何方式限制本专利技术的范围，即本
技术实现思路
可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。
[0024]本文中，所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度
仅是为了简洁及方便。据此，数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。
[0025]本文中，若无特别说明，“包含”、“包括”、“含有”、“具有”或类似用语涵盖了“由
……
组成”和“主要由
……
组成”的意思，例如“A包含a”涵盖了“A包含a和其他”和“A仅包含a”的意思。
[0026]本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。
[0027]下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0028]下列实施例中使用本领域常规的仪器设备。下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微波辅助低共熔溶剂提高溶解浆品质的方法，其特征在于，包括以下步骤：将溶解浆浆板制成溶解浆浆料，随后将溶解浆浆料和低共熔溶剂混合后，置于微波消解反应器中进行反应，得到协同处理后的浆料；将协同处理后的浆料进行过滤、洗涤、风干后，得到经过微波/低共熔溶剂处理的溶解浆；其中，所述在微波消解反应器中进行反应的反应温度为40～70℃，反应时间为30～300s。2.根据权利要求1所述的一种基于微波辅助低共熔溶剂提高溶解浆品质的方法，其特征在于，所述溶解浆浆板制成溶解浆浆料的方法为：将溶解浆浆板撕成碎片浸泡于去离子水中，用疏解机打散，然后浓缩至溶解浆浆料的质量浓度为20％～25％；所述溶解浆为木材溶解浆或非木材溶解浆；所述木材溶解浆包括预水解硫酸盐、冷碱抽提法制备的针叶木或阔叶木溶解浆，非木材溶解浆包括预水解硫酸盐、冷碱抽提法制备竹、蔗渣或稻麦草溶解浆。3.根据权利要求2所述的一种基于微波辅助低共熔溶剂提高溶解浆品质的方法，其特征在于，所述溶解浆的粘度为600～800mL/g，溶解浆的Fock反应性能为20％
‑
50％；所述浓缩的方式为采用目数小于等于200目的尼龙浆袋进行挤压浓缩。4.根据权利要求1所述的一种基于微波辅助低共熔溶剂提高溶解浆品质的方法，其特征在于，所述低共熔溶剂的制备方法为：将氢键受体和氢键供体混合，随后在50
‑
80℃下搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：段超，冯晓萌，田超超，田国栋，沈梦霞，王文亮，戴磊，倪永浩，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：