一种醋酸纤维素微球的制备方法及由该方法制备的产品技术

本发明专利技术属于化学纤维素技术领域，公开了一种醋酸纤维素微球的制备方法及由该方法制备的产品。本发明专利技术公开的醋酸纤维素微球的制备方法包括以下步骤：将含有增塑剂的醋酸纤维素丝束溶解于混合溶剂中，得到聚合物浆液，然后将得到的聚合物浆液加入到分散液中，充分混合得到悬浮液，降低醋酸纤维素溶解度，析出醋酸纤维素微球。本发明专利技术公开的醋酸纤维素微球的平均粒径为5～1500μm；平均孔径为2～200nm；比表面积0.6m2·g-1～10.0m2·g-1；醋酸纤维素的乙酰基取代度为2.0～2.6，残余的增塑剂含量为醋酸纤维素微球质量的1.0％～3.0％。本发明专利技术的微球具有易再生、生物相容性好和亲水性好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学纤维素
，涉及一种醋酸纤维素微球的制备方法及由该方法制备的产品。
技术介绍
醋酸纤维又称醋酸纤维素，即纤维素醋酸酯。醋酸纤维素以醋酸和纤维素为原料经酯化反应制得的人造纤维。木质纤维素经醋化、水解、干燥等工序处理后获得片状的二醋酸纤维素片(简称“醋片”)，醋片经纺丝后获得二醋酸纤维素丝束(简称“丝束”)。醋酸纤维素可以通过棉短绒浆柏、木浆柏等纤维素在冰醋酸、醋酸酐、硫酸条件下直接酯化得到三醋酸纤维素，然后对三醋酸纤维进行部分水解得到乙酰基取代度介于2. O 2. 6之间的二醋酸纤维素产品。二醋酸纤维素作为一种重要的有机纤维素酯，具有无毒、不易燃性，主要用于制造卷烟滤嘴。为了使丝束卷制成的滤棒具有合适硬度需要添加增塑剂。增塑剂是一种低分子量的化合物或聚合物，添加在需要增塑的聚合物内，可增加聚合物的可塑性。增塑剂一般为高沸点的较难挥发的液体或低溶点的固体，而且大多数为酯类有机化合物。通常不与聚合物起化学反应，和聚合物的相互作用主要是在升高温度时的溶胀作用。增塑剂性能比较全面且生产和使用方便，应用很广。烟用二醋酸纤维素丝束制造卷烟滤嘴时的增塑剂通常选用三醋酸甘油酯或乙二醇二乙酸酯，增塑剂使用量占醋酸纤维素丝束质量的5% 12%。在烟草加工生产过程中产生的废弃丝束主要是以混有增塑剂的形式存在。除非另有说明，以下所述废弃丝束都混有增塑剂。中国每年的醋酸纤维丝束使用量达26万吨，每年产生废弃丝束2000 4000吨。为了防止丝束外流失控，中国烟草专卖局规定所有废弃丝束必须定点焚烧。焚烧虽然杜绝了废弃丝束进入假烟制造环节的途径，但是不可避免的带来了资源浪费和不必要的碳排放。稍早中国有报道直接将废弃丝束加入丙酮、助剂制成聚合物，经过滤、脱泡利用干法纺丝制成丝束重新使用(废醋纤(WCA)再生烟滤嘴纤维研究，人造纤维.1989，5:1-4.)，但是废弃丝束中混有的增塑剂是难于用普通的过滤方式去除的，纺丝过程极易发生糊帽。有相关专利将废弃丝束通过高温水洗或酶水解的方法，去除增塑剂后再行回收重新制成丝束使用的(US 5，328，934、US5，504，119、US5，504，120，中国专利申请号200910064880. 8)，有专利提出在密闭容器中采用先高压/低温，后低压/高温水洗方式提高增塑剂去除效率(us 5，402，893)，但是这些方法都需要耗费大量的水和能量且洗涤废水难于处理。也有将废弃丝束粉碎后，利用生物酶将丝束降解为单糖(US4，298，013)再重新使用，但是生物降解速度缓慢且废弃丝束中的增塑剂也难于处理。也有将废弃丝束加入苛性钠水解后，与纤维素混合用于造纸工业(US5，662,773、2004/0214702 Al)，但是此类方法工业附加值不高。也有专利公开采用混合溶剂进行醋酸纤维回收方法(CN200910185996. 7)，但采用的毒性溶剂不利于后续有关处理。醋酸纤维素可根据其形状的差异有其它应用(比如电影胶片，薄膜或纤维)，其中醋酸纤维素微球是醋酸纤维素应用的一个特殊领域。醋酸纤维素微球不仅保留醋酸纤维素原有的性质，而且具有亲水性、多孔性、较大比表面积和良好的溶胀性能等，可作为吸附剂在色谱与分离技术中得到广泛的应用。由于纤维素分子中的羟基被乙酰基所取代，消弱了氢键的作用力，使分子间距离增大，大大增强了分子中活性基团羟基和羰基对贵重金属亲和力，因此可作为贵重金属的吸附剂。由于醋酸纤维素微球其独特的微观特性，工业适应性等正逐步获得关注，有望在环保、生化、生物工程、医学、药学等领域获得广泛应用。日本Daicel公司曾公开了喷射法制备醋酸纤维素微球(US4，551，389、US4，663，447)，日本Nishikawa等人也介绍了二醋酸纤维素微球的“悬浮法”制备方法(US4，390，691、US4, 461，892)，以卤代烃作为主要的溶剂制备微球。Wagenknecht W等人在碱性条件下在乙氧基烷基酚和乙酸乙酯混合溶液中将醋酸纤维素分散并蒸发溶剂后制得了部分醋酸纤维素脱乙酰化的纤维素微球(EP 750007A1)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种醋酸纤维素微球的制备方法。本专利技术的另一个目的是提供一种由上述方法制备的醋酸纤维素微球，该微球具有易再生、生物相容性好和亲水性好等优点。本专利技术的技术方案如下本专利技术提供了一种醋酸纤维素微球的制备方法，该方法包括以下步骤将含有增塑剂的醋酸纤维素丝束溶解于混合溶剂中，得到聚合物浆液，然后将得到的聚合物浆液加入到分散液中，充分混合得到悬浮液，降低醋酸纤维素溶解度，析出醋酸纤维素微球。所述的增塑剂选自三醋酸甘油酯或乙二醇二乙酸酯中的一种。所述的醋酸纤维素丝束的乙酰基取代度为2. O 2. 6。所述的混合溶剂为醇类和酯类所组成的混合物，其中醇类的体积百分含量为I 40%，酯类的体积百分含量为60 99% ;其中，所述的醇类含有1-3个碳原子，进一步选自甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇中的一种或几种的混合物；所述的酯类选自c2 c5羧酸酯，进一步选自醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸正丙酯或醋酸异丙酯中的一种或几种的混合物。所述的分散液包括水溶性盐、乳化剂、保护胶体、水以及混合溶剂中所选用的酯类物质，水溶性盐的质量浓度为分散液总质量的O. 3 5%，乳化剂的质量浓度为分散液总质量的O. I I. 5%，保护胶体的质量浓度为分散液总质量的O I. 5 %，混合溶剂中所选用的酯类物质的质量浓度为分散液总质量的5. 0-15.0%，水的质量浓度为分散液总质量的77. 0-94. 6% ；其中水溶性盐为醋酸金属盐，进一步选自醋酸钠或醋酸钾中的一种或两种的混合物；乳化剂为非离子表面活性剂，进一步选自聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸单酯或失水山梨醇单月桂酸酯中的一种或两种的混合物；保护胶体选自甲基纤维素、甲基纤维素混合醚、明胶或聚乙烯醇中的一种或几种的混合物。所述的降低醋酸纤维素溶解度是通过减压蒸馏悬浮液或将悬浮液加入到去离子水中进行控制的；其中减压蒸馏温度为40°C 60°C，真空度260 180mbar ;悬浮液和去离子水的体积比为I : 30 I : 140。所述的醋酸纤维素微球中含有增塑剂的质量百分含量为I. O 3. 0%。本专利技术提供了一种醋酸纤维素微球，该微球的平均粒径为5 1500 μ m ;平均孔径为20 IOOOnm ；比表面积O. 6m2 · g_1 10. Om2 · g_1 ;醋酸纤维素的乙酰基取代度为2. O 2. 6，残余的增塑剂含量为醋酸纤维素微球质量的I. 0% 3. 0%。所述的混合溶剂，是把两种或两种以上的溶剂，按一定的比例混合在一起的产物。本专利技术中可以选择任何一种混合溶剂，只要这一混合溶剂能够溶解废弃丝束中的醋酸纤维素和增塑剂，得到一个含有醋酸纤维素和增塑剂的混合的聚合物浆液；同时，混合溶剂中的每个溶剂组分都能够分散在分散液之中。所述的分散液，是指一种含有水溶性盐、乳化剂、保护胶体等组分的水溶液，能够溶解聚合物浆液中的混合溶剂和增塑剂；同时聚合物浆液中的醋酸纤维素微溶或不溶于该分散液中，能够在该分散液中均匀分散得到悬浮液；其中，水溶性盐为易溶于水的金属盐类，其作用是改善分散液中导电特性，调节分散液中分散质的δ电位，提高整个溶液体系的稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种醋酸纤维素微球的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：将含有增塑剂的醋酸纤维素丝束溶解于混合溶剂中，得到聚合物浆液，然后将得到的聚合物浆液加入到分散液中，充分混合得到悬浮液，降低醋酸纤维素溶解度，析出醋酸纤维素微球。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹建国，窦峰，彭为骏，张杰，
申请(专利权)人：南通醋酸纤维有限公司，
类型：发明
国别省市：