一种综纤维素羧甲基化及其复合膜的制备方法技术

本发明专利技术公开一种综纤维素羧甲基化及其复合膜的制备方法，涉及废弃资源综合利用和包装材料技术领域，综纤维素基羧甲基化及其复合膜的制备方法包括以下步骤：S10、用催化剂催化综纤维素进行羧甲基化反应，得到羧甲基综纤维素；S20、将羧甲基综纤维素、增强剂和增塑剂搅拌均匀，形成铸膜液；S30、将所述铸膜液流延成膜，得综纤维素基复合膜。通过添加增强剂和增塑剂等制备综纤维素基生物复合膜，不仅可以避免对纤维素和半纤维素进行逐级分离，简化资源化利用工艺，还可以利用半纤维素与纤维素的相互作用，对复合膜材料起到增强增韧效果，提高综纤维素基复合膜的综合性能，拓展木质纤维素类生物质在生物可降解膜材料领域的应用。类生物质在生物可降解膜材料领域的应用。类生物质在生物可降解膜材料领域的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种综纤维素羧甲基化及其复合膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及废弃资源综合利用和包装材料
，特别涉及一种综纤维素羧甲基化及其复合膜的制备方法。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展和社会经济条件的提升，包装材料的使用量越来越大。目前包装材料主要来源于石油基塑料，不仅碳排放高，而且化学稳定性高，在自然环境中难以降解。大量化学合成的非生物降解包装材料的使用，导致了严重的环境污染和资源浪费。随着人们环保意识的不断增强，对环保材料的需求不断增大，开发绿色可降解膜材料迫在眉睫。生物质是一种含量仅次于煤炭、石油和天然气的可再生绿色资源，被认为是化石资源的潜在替代品，在自然环境中可降解成被土壤吸收利用的无害有机物质，生物基可降解材料正在引起越来越多的关注。
[0003]综纤维素是木质纤维素类生物质的主要组成部分，由纤维素和半纤维素组成。其中纤维素是由β
‑
1,4
‑
糖苷键连接的脱水吡喃葡萄糖单元组成的一种线性多糖，具有大量的分子内和分子间氢键，因而结晶度高、可及度低，难溶于水、一般有机溶剂和无机溶剂中，且可塑性和强度较差，在一定程度上限制了纤维素的应用。半纤维素主要由多聚戊糖和多聚己糖组成，聚合度较低，因此单纯以半纤维素制备的膜材料较脆，力学性能较差。为了进一步拓展纤维素和半纤维素在包装材料领域的应用，通常需要对纤维素和半纤维素进行改性。
[0004]纤维素和半纤维素的羧甲基化产物均具有良好的成膜性能，从而拓展其应用范围。尽管采用纤维素或半纤维素制备生物基可降解膜材料已经取得了较好的结果，但需要对组分进行逐一分离，过程极为繁琐，资源利用率低，且产品力学性能不高。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的是提出一种综纤维素羧甲基化及其复合膜的制备方法，旨在避免对纤维素和半纤维素的逐一分离，简化分离工艺，还可提高膜材料的力学性能。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提出一种综纤维素羧甲基化及其复合膜的制备方法，包括以下步骤：
[0007]S10、用催化剂催化综纤维素进行羧甲基化反应，得到羧甲基综纤维素；
[0008]S20、将羧甲基综纤维素、增强剂和增塑剂搅拌均匀，形成铸膜液；
[0009]S30、将所述铸膜液流延成膜，得综纤维素基复合膜。
[0010]可选地，在步骤S10中，所述综纤维素包括纤维素和半纤维素混合组成的模型化合物或者从秸秆中提取的综纤维素。
[0011]可选地，所述秸秆包括麦秆、稻秆、玉米秆、高粱秸秆、油菜秸秆、玉米芯以及艾秆中的至少一种。
[0012]可选地，在步骤S10中，
[0013]所述综纤维素包括纤维素和半纤维素混合组成的模型化合物，且所述纤维素与半纤维素的质量比为1:(0.5～2)；和/或，
[0014]所述催化剂包括聚乙二醇、四丁基溴化铵、四丁基碘化铵、十六烷基三甲基溴化铵和十六烷基三甲基碘化铵中的至少一种。
[0015]可选地，步骤S10包括：用催化剂催化综纤维素与氯乙酸反应，得到羧甲基综纤维素。
[0016]可选地，在步骤S10中，
[0017]羧甲基化反应温度为50～50℃；和/或，
[0018]羧甲基化反应时间为1～8h。
[0019]可选地，在步骤S20中，所述增强剂包括壳聚糖和聚乙烯醇中至少一种。
[0020]可选地，在步骤S20中，所述增塑剂为山梨醇和甘油中的至少一种。
[0021]可选地，在步骤S20中，所述羧甲基综纤维素、增强剂和增塑剂的质量比为1：(0.5～2.5)：(0.5～2)。
[0022]可选地，在步骤S20中，
[0023]搅拌温度为20～50℃；和/或，
[0024]搅拌时间为2～10h。
[0025]本专利技术提供的技术方案中，提出一种综纤维素羧甲基化及其复合膜的制备方法，以综纤维素为基材制备复合膜，通过添加增强剂和增塑剂等制备综纤维素基生物复合膜，不仅可以避免对纤维素和半纤维素进行逐级分离，简化资源化利用工艺，还可以利用半纤维素与纤维素的相互作用，对复合膜材料起到增强增韧效果，提高综纤维素羧甲基化及其复合膜的综合性能，拓展木质纤维素类生物质在生物可降解膜材料领域的应用。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0027]图1为本专利技术提出综纤维素羧甲基化及其复合膜的制备方法的一实施例的流程示意图。
[0028]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例及附图，做进一步说明。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0030]需要说明的是，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方
案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]纤维素和半纤维素的羧甲基化产物均具有良好的成膜性能，从而拓展其应用范围。尽管采用纤维素或半纤维素制备生物基可降解膜材料已经取得了较好的结果，但需要对组分进行逐一分离，过程极为繁琐，且产品力学性能不高。
[0032]鉴于此，本专利技术提出的一种综纤维素羧甲基化及其复合膜的制备方法，旨在避免对纤维素和半纤维素的逐一分离，简化分离工艺，还可改善膜材料的力学性能。
[0033]为实现上述目的，本专利技术提出一种综纤维素羧甲基化及其复合膜的制备方法，包括以下步骤：
[0034]S10、用催化剂催化综纤维素进行羧甲基化反应，得到羧甲基综纤维素。
[0035]本步骤中，将综纤维素进行羧甲基化改性，增加其水溶性和其他增强剂和增塑剂的相容性。
[0036]本专利技术对于综纤维素的种类不做限制，优选地，所述综纤维素包括纤维素和半纤维素混合组成的模型化合物或者从秸秆中提取的综纤维素。
[0037]纤维素和半纤维素的羧甲基化产物均具有良好的成膜性能，从而拓展其应用范围。采用纤维素或半纤维素制备生物基可降解膜已经取得了较好的结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综纤维素羧甲基化及其复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S10、用催化剂催化综纤维素进行羧甲基化反应，得到羧甲基综纤维素；S20、将羧甲基综纤维素、增强剂和增塑剂搅拌均匀，形成铸膜液；S30、将所述铸膜液流延成膜，得综纤维素基复合膜。2.如权利要求1所述的综纤维素羧甲基化及其复合膜的制备方法，其特征在于，在步骤S10中，所述综纤维素包括纤维素和半纤维素混合组成的模型化合物或者从秸秆中提取的综纤维素。3.如权利要求2所述的综纤维素羧甲基化及其复合膜的制备方法，其特征在于，所述秸秆包括麦秆、稻秆、玉米秆、高粱秸秆、油菜秸秆、玉米芯以及艾秆中的至少一种。4.如权利要求1所述的综纤维素羧甲基化及其复合膜的制备方法，其特征在于，在步骤S10中，所述综纤维素包括纤维素和半纤维素混合组成的模型化合物，且所述纤维素与半纤维素的质量比为1:(0.5～2)；和/或，所述催化剂包括聚乙二醇、四丁基溴化铵、四丁基碘化铵、十六烷基三甲基溴化铵和十六烷基三甲基碘化铵中的至少一种。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：范国枝，宋光森，柴波，徐兵，白娟，
申请(专利权)人：武汉轻工大学，
类型：发明
国别省市：