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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及制浆工业副产物木聚糖的利用,具体涉及一种基于atrp策略制备木聚糖基膜材料的方法。
技术介绍
1、塑料制品具有质轻、防水、透明、生产技术成熟和成本低的优点,被广泛应用于工业、农业和食品领域,且呈现逐年增长趋势。塑料包装材料在世界市场中的增长率远高于其它包装材料,其中一次性的塑料包装材料占塑料生产总量的40%,然而其难降解性对地球造成了严重的生态环境问题。由于塑料包装材料回收再生产的成本远高于直接生产的成本,在现行市场经济条件下难以做到完全回收。此,寻求满足消费需求的绿色环保塑料替代传统塑料意义深远,契合国家“绿色发展”的重大战略。
2、生物质是储量丰富的可再生资源,当今资源能源短缺,利用废弃的生物质进行新材料、新能源的开发是解决问题的新方向。木质纤维生物质细胞壁主要由纤维素、半纤维素和半纤维素组成,三者含量占细胞壁的90%,其中半纤维素在木质纤维生物质细胞壁中的含量达到25-35%,仅次于纤维素。长期以来,关于纤维素和半纤维素利用的研究占据了主导地位,然而半纤维素由于其种类的多样性和结构的复杂性一直未被高值化利用。木聚糖类半纤维素结构中含有的多个羟基为半纤维素的化学改性提供了各种可能的途径。
3、木聚糖基膜材料具有良好的生物相容性、生物可降解性和气体阻隔性,使其在药物缓释、包装材料和涂层等领域具有重要的应用前景。木聚糖分子链含有大量的羟基,导致其分子内和分子间具有强的氢键作用,所以低分支度的木聚糖在常见的溶剂中只能润胀而难以溶解或熔融,从而限制了其可加工性。同时,强的氢键作用会使木聚糖基膜材
4、通过接枝共聚对半纤维素结构进行可控修饰从而获得高利用价值的接枝共聚化合物是目前半纤维素利用的重要方向,随着半纤维素化学的发展,atrp也被广泛用于半纤维素的接枝共聚反应。atrp是一种新的活性聚合方式,完整的atrp反应体系由单体、引发剂、过渡金属复合物和配体组成,与其它传统的自由基聚合相比,atrp反应所使用的单体范围更广,而且其容忍杂质的能力较强、分子设计能力(可控修饰)突出,反应条件也相对温和,是合成具有特定结构和性能聚合物的重要手段。半纤维素atrp改性是有效的可控自由基聚合反应,可以制备出结构明确的半纤维素基功能材料,一方面满足人们对半纤维素基材料的需求,另一方面扩大半纤维素的应用范畴。
5、因此,本专利以溶解浆和黏胶纤维厂生产过程中产生的副产物木聚糖类半纤维素为原料,将半纤维素中的羟基用bibb进行酯化得到半纤维素大分子引发剂,通过具有可控修饰优势的atrp方式,在半纤维素大分子引发剂中引入特定结构的单体,为半纤维素接枝上聚合物侧链,从而获得性能发生改变的半纤维素基接枝共聚物,以实现半纤维素的高值化利用。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术和理论的不足,主要是工业副产物木聚糖的高值化利用,提出了一种基于atrp改性的木聚糖基薄膜材料的制备方法,通过接枝共聚改性的方法解决了木聚糖膜材料不可热加工成型以及膜材料吸湿导致性能下降等问题。
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1.一种基于ATRP策略制备木聚糖基膜材料的方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的木聚糖大分子引发剂的制备方法,其特征在于,步骤1,称取木聚糖(0.66g,5mmol)溶解在80℃下的AMIMCl中,形成均一透明黄色溶液,与2-溴异丁酰溴酯化,反应摩尔比1:2~1:5。
3.根据权利要求1所述的木聚糖接枝共聚物的制备方法,其特征在于,步骤2,单体/木聚糖大分子引发剂/催化剂/配体=200:1:0.1:3~800:1:0.1:3,反应温度是60℃,反应时间为24h。
4.根据权利要求1所述的木聚糖膜材料的制备方法,其特征在于,步骤2,热压的温度为100~150℃,压力为5~10MPa。
【技术特征摘要】
1.一种基于atrp策略制备木聚糖基膜材料的方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的木聚糖大分子引发剂的制备方法,其特征在于,步骤1,称取木聚糖(0.66g,5mmol)溶解在80℃下的amimcl中,形成均一透明黄色溶液,与2-溴异丁酰溴酯化,反应摩尔比1:2~1:5。
3.根据...
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