一种接枝共聚阳离子型半纤维素的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种接枝共聚阳离子型半纤维素溶液的制备方法，一种接枝共聚阳离子半纤维素的制备方法，其特征在于，其制备原料包括以下质量份的组分：半纤维素100份、引发剂1.3

【技术实现步骤摘要】
一种接枝共聚阳离子型半纤维素的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及半纤维素溶液的制备
，尤其涉及一种接枝共聚阳离子型半纤维素的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]虽然半纤维素广泛分布于植物中，但是因为结构的复杂性限制了它们在工业中的应用。半纤维素具有两个显著特点：(1)半纤维素的溶解性存在显著的不同，含有一个或两个游离羟基的天然半纤维素是亲水性的，而合成的半纤维素聚合物通常是疏水性的；(2)半纤维素的化学和分子结构各不相同，例如分枝的、无定形的、由不同单糖组成(异聚糖)和不同的功能基组成(例如，羟基，乙酸基，甲氧基)等等。这两个特点导致半纤维素在化学行为上与纤维素和淀粉不同，从而限制了其在工业上的应用。然而，这些缺点能够通过改性，如羟基的氧化、水解、还原、醚化、酯化及交联等方法来克服。
[0003]半纤维素与低分子醇类相似，半纤维素上的羟基可与酸反应生成半纤维素酯，半纤维素的羟基可与不同类型的醚化试剂反应生成半纤维素醚。常见的半纤维素醚化反映有羧甲基化、季胺化、苄基化和甲氧基化反应等。可与通过半纤维素羟基的醚化反应来增加半纤维素的水溶性、阳电性、疏水性、表面活性等特性，从而使半纤维素在制药、污水处理、造纸助剂、热塑性材料、食品添加剂方面具有很大的应用潜力。
[0004]纸浆中保留或加入半纤维素有利于纸浆的打浆，这是因为半纤维素比纤维素更容易水化润胀，而纤维的润胀对纤维的细纤维化是十分有利的。半纤维素吸附到纤维素上，增加了纤维的润胀和弹性，因此能够降低打浆能耗，得到理想的纸浆强度。另外，短时间内打浆，加入半纤维素能够改善浆的性能(更好的成型和更快的滤水)。总之，在低成本、高速纸机上能够得到较好强度的纸张。
[0005]半纤维素具有一定的亲水性能，这将造成细胞壁的润胀，可赋予纤维弹性。在纸页成型过程中有利于纤维的构造和纤维间的结合。因此，半纤维素的加入影响了表面纤维的吸附，对纸张强度有较大影响。此外，半纤维素分子链上有大量的羟基，可与纤维素形成氢键，增强了纤维间的结合力，可以有效提高纸张强度。
[0006]除此之外，半纤维素的季铵化反应能够增加半纤维素的水溶性、得率及其阳离子性或两性离子性等特性。本专利技术是制备成稳定性好的半纤维素溶液型状态，而用传统季胺化反应制备出的半纤维素溶液，粘度较低，用作造纸湿部添加剂在造纸过程中吸附能力变弱，减少了纤维间的结合力，因而降低了纸张强度。另外，本专利技术利用过硫酸铵引发剂接枝共聚再进行醚化反应，采用接枝共聚的方法，将半纤维素溶液粘度增加，从而增加纤维间的结合力，得到接枝效率高、稳定性好，高粘、高取代度、储存稳定性好的阳离子半纤维素溶液，作为造纸湿部添加剂能有效地提高填料的留着率、改善浆料滤水性能。

技术实现思路

[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案。
[0008]一种接枝共聚阳离子型半纤维素的制备方法，其原料包括以下质量份的组分：半纤维素100份、引发剂1.3
‑
1.5份、丙烯酰胺2.5
‑
2.7份、交联剂2
‑
3份、阳离子醚化剂22
‑
25份、杀菌剂1.8
‑
2份、水400
‑
700份。
[0009]优选地，所述引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钾
‑
亚硫酸氢钠的一种或多种。
[0010]优选地，所述交联剂包括环氧氯丙烷、三偏磷酸钠中的一种或多种。
[0011]优选地，所述阳离子醚化剂包括3
‑
氯
‑2‑
烃丙基三甲基氯化铵和2,3
‑
环氧丙基三甲基氯化铵中的一种或多种。
[0012]优选地，所述杀菌剂包括三丁基氯化锡、苯并异噻唑啉酮中的一种或多种。
[0013]优选地，所述液碱为NaOH溶液；所述酸包括柠檬酸、盐酸、硫酸或醋酸中的一种或多种。
[0014]一种接枝共聚阳离子型半纤维素的制备方法，具体包括以下步骤：
[0015](1)将半纤维素粉末溶于一定量去离子水中，搅拌均匀得到半纤维素溶液；
[0016](2)将半纤维素溶液加入碱液调pH至9
‑
10.0，升温到85
‑
90℃，反应0.5
‑
2h，向其中加入引发剂和丙烯酰胺单体，使其在碱性环境中继续反应0.5
‑
2h，记作E1；
[0017](3)向E1中加入适量的交联剂，并在85
‑
90℃条件下继续反应2
‑
3h，记作E2；
[0018](4)降温至50
‑
60℃，向E2中加入适量阳离子醚化剂，持续反应5
‑
6h，记作E3；
[0019](5)醚化反应结束后，向E3中加入适量的酸调节pH至6.5
‑
7.5，然后降温至30
‑
45℃；
[0020](6)降温结束后，加入适量杀菌剂，然后过筛得到接枝阳离子半纤维素溶液。
[0021]本专利技术还提供一种接枝共聚阳离子半纤维素溶液，其由如上所述的接枝共聚阳离子半纤维素溶液制备方法制得。
[0022]本专利技术还提供如上所述的一种接枝共聚阳离子半纤维素溶液在造纸湿部添加剂中的应用。
[0023]本专利技术利用过硫酸铵引发剂接枝共聚再进行醚化反应，接枝效率高、稳定性好，得到高粘、高取代度、储存稳定性好的阳离子半纤维素溶液，作为造纸湿部添加剂能有效地提高填料的留着率、改善浆料滤水性能，可以有效提高纸张强度。
具体实施方式
[0024]结合下面实施例对本专利技术进行进一步的阐述，但本专利技术的保护范围并不限于此。
[0025]本专利技术中的仪器或原料未注明生产厂商的，均为常规商业化仪器或原料。
[0026]本专利技术实施例中涉及的检测指标如未提及，均采用本领域常规检测方法进行检测。
[0027]实施例1
[0028]一种接枝共聚阳离子型半纤维素的制备方法，包括以下步骤：
[0029](1)在四口烧玻璃反应釜中加入100g半纤维素粉末和500g去离子水并不断搅拌，得到半纤维素溶液；
[0030](2)加入NaOH碱液调节pH至9
‑
10.0，升温到85℃，反应1h，向其中加入1.3g过硫酸钾和2.5g丙烯酰胺单体，使其在碱性环境中反应1h，记作E1；
[0031](3)E1中加入2g环氧氯丙烷，并在90℃条件下继续反应2h，记作E2；
[0032](4)降温至50℃，向E2中加入20g 3
‑
氯
‑2‑
烃丙基三甲基氯化铵，在50℃条件下持续反应6h，记作E3；
[0033](5)醚化反应结束后，向E3中加入硫酸调节pH至6.5，然后降温至40℃；
[0034](6)降温结束后，向里面加入1.8g苯并异噻唑啉酮，然后过325目筛即得接枝共聚阳离子半纤维素溶液。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种接枝共聚阳离子半纤维素的制备方法，其特征在于，其制备原料包括以下质量份的组分：半纤维素100份、引发剂1.3
‑
1.5份、丙烯酰胺2.5
‑
2.7份、交联剂2
‑
3份、阳离子醚化剂22
‑
25份、杀菌剂1.8
‑
2份，水400
‑
700份。2.如权利要求1所述的一种接枝共聚阳离子半纤维素的制备方法，其特征在于，所述引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钾
‑
亚硫酸氢钠的一种或多种。3.如权利要求1所述的一种接枝共聚阳离子半纤维素的制备方法，其特征在于，所述交联剂包括环氧氯丙烷或三偏磷酸钠中的一种或多种。4.如权利要求1所述的一种接枝共聚阳离子半纤维素的制备方法，其特征在于，所述阳离子醚化剂包括3
‑
氯
‑2‑
烃丙基三甲基氯化铵或2,3
‑
环氧丙基三甲基氯化铵中的一种或多种。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述杀菌剂包括三丁基氯化锡、苯并异噻唑啉酮中的一种或多种。6.如权利要求1所述的一种接枝共聚阳离子半纤维素的制备方法，其特征在于，所述碱液为NaOH溶液；所述酸包括柠檬酸、盐酸、...

【专利技术属性】
技术研发人员：施晓旦，李学可，尹东华，
申请(专利权)人：上海昶法新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：