一种用于纤维素衍生化的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于纤维素衍生化的方法，包含以下顺序的步骤：a）将粘度低于900ml/g的纤维素与水溶液混合以获得液体，其中所述液体中包含纤维素的颗粒的最大直径为200nm，其中所述水溶液的温度低于20℃，并且其中所述水溶液的pH大于12，b）对所述液体实施至少一个以下步骤：i）降低所述液体的pH至少1个pH单位，ii）至少升高所述溶液的温度20℃，和c）所述纤维素的衍生化。好处包括：在所述处理后为更快速且更大程度地衍生化纤维素提供了可能性。进一步提高了产率。提高了产品质量并且制备更便宜且更容易。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于改善纤维素衍生物包括再生纤维素的制备方法。在该制备方法中，包括作为中间体的纤维素衍生物。
技术介绍
纤维素是植物中的重要组分并且包含无水葡萄糖单元。未改性的纤维素由于其有限的溶解度和复杂的结晶结构通常难以在应用中使用。为了克服这个问题，将纤维素衍生化，于是改变了它的物理性质，从而其能够在许多材料、医药和食品应用中使用。由于该原料的抵抗性，所以纤维素的衍生化是复杂的。当对纤维素进行衍生化时，难以控制该过程中的取代程度和产率。基团也可能沿着纤维素链不均匀分布，但这会带来质量问题(Kamide K(2005) " Cellulose and Cellulose Derivatives " ElsevierISBNlO:0-444-82254-2)。有几种已知的方法溶解纤维素以用于各种应用，包括制备再生纤维素纤维。在这些方法中，通常使用昂贵的化学品(Ohno H和Fukaya Y(2009)Task specific ionicliquids for cellulose technology Chemistry Letters V38)。赵等人在《生物技术和生物工程》(Biotechnology and Bioengineering, pp.1320-1328，Vol.99，N0.6，2008)中公开了使用NaOH和NaOH/尿素处理木质纤维束。其公开了使用冷NaOH处理。中和处理过的纸浆。溶解于NaOH溶液中的任何纤维素明显不能进一步使用。其公开了使用冷NaOH处理是有利的。预处理提高了产率。WO 2008/095098公开了一种从生物质里制备糖的方法，其中使用碱溶液对该生物质进行预处理以改善接下来的水解。升高温度至50-150°C，优选地，80-140°C。Jeihanipour 等人在《生物资源技术》(Biorecource Technology, pp.1007-1010,Vol.100，2009)中公开了碱预处理棉籽绒，随后酶水解。其公开了低温改善了该方法。使用的纤维素原料不溶或悬浮于碱溶液中，其保持为固体。这种技术的问题是一些纤维素原料溶解并被丢弃，降低了产率。EP 0344371A1公开了一种通过水解木质纤维素材料生产单糖的方法。该方法没有纤维素的溶解，其中溶解的纤维素被回收。对纤维素进行洗涤，但显然地没有回收到溶解的纤维素。US 4，089，745公开了一种将玉米壳纤维素酶转化成葡萄糖的方法。该方法也无纤维素的溶解，其中溶解的纤维素被回收。洗涤纤维素，但明显地没有回收到溶解的纤维素。US 2008/0102502A1涉及一种在木质纤维素原料的加工期间对无机盐的回收。其指出二氧化碳可用于调节pH。 仍需要一种改良纤维素衍生化的方法。
技术实现思路
本专利技术的 一个目的是排除至少一些现有技术中的缺点并提供一种在衍生化阶段之前处理纤维素的改良方法。在第一方面，本文提供了一种纤维素衍生化的方法，包含以下顺序的步骤:(a)将粘度低于900ml/g的纤维素与水溶液混合以得到液体，其中所述液体中包含纤维素的颗粒的最大直径为200nm，其中所述水溶液的温度低于20°C，并且其中所述水溶液的pH大于12，(b)对所述液体实施至少一个以下步骤:(i)降低所述液体的pH至少I个pH单位和(ii)至少升高所述液体的温度20°C，和(c)纤维素的衍生化。进一步的方面和具体实施方式定义于所附权利要求书中，这是通过专门引用并合并于本文。优势包括，在处理后为更快且更大程度地衍生化纤维素提供了可能性。进一步地，提高了产率。这能够使得制备更便宜且更容易，并改善了产品质量如关于取代物的均匀分布。与丢弃碱处理溶液的方法相比，一个优势在于提高了产率。在本专利技术的方法中，用碱溶液处理所述纤维素原料，并且不丢弃不可避免地包含纤维素的所述碱溶液。另一个优势在于所述液体能够泵出，原因在于其为溶液和/或含有不大于200nm颗粒的胶体体系。另一个优势在于减少或甚至消除了纤维素原料的浪费。与已知的方法相比，本专利技术的方法易于大规模实施。具体实施例方式在详细公开和描述本专利技术之前，应当理解本专利技术并不局限于本文所公开的特定化合物、构型、方法步骤、基底和材料，因为这些化合物、构型、方法步骤、基底和材料可能会有所改变。还应理解的是本文所用的术语只是为了描述特定的具体实施方式并不意味着限制，因为本专利技术的范围只受所附的权利要求书及其等同物限制。必须注意的是，除非上下文另有明确规定，本说明书和所附权利要求书中使用的单数形式“一个”、“一个”和“这个”包括复数形式。如无其他定义，本文使用任何术语和科学用语的目的是使本领域技术人员通俗地理解本专利技术所涉及的内容。除非明确指出，所有的百分比都是重量计算。整个说明书和权利要求书中使用的术语“约”与数值相关，表示精确的区间并为本领域技术人员熟知且接受。所述区间为±10%。本文“胶体体系”用来表示包含两个独立相，分散相和连续相的体系。该分散相包含平均直径在5 200nm之间的颗粒。在本专利技术中，胶体体系连续水相中包含平均直径在5 200nm之间的纤维素颗粒，其中所述水相可能包含溶解的纤维素和其它溶解物。本文所用的不规则颗粒的“直径”为其表面上两点之间的最长距离。本文“流体”用来表示在施加的切应力下不断变形(流动)的物质。流体包含所有的液体和所有的气体。本文“液体”用来表示在其体材料的边界处能够自由地形成明显表面的流体。术语液体包括溶液以及胶体体系如胶体悬浮体。本文“溶液”用来表示包含至少一种物质溶解在溶剂中的同相混合物。用于水性纤维素混合物的术语“粘度”是纸浆造纸工业中的标准术语。该术语为纤维素领域包括纸浆和造纸领域的技术人员所熟知。其值与纤维素的平均聚合度相关，即个体纤维素链的长度。高值表明纤维素具有长链和高聚合度，而低值表明纤维素具有低聚合度。粘度值与纤维素分子的平均分子量成正比。本说明书和所附权利要求书中的特性粘度值(“粘度”)是根据ISO 5351测定的。“纸浆-在铜-乙二胺(CED)溶液中特性粘度值的测定参考号5351:2004 (E)，国际标准化组织，日内瓦，瑞士。Fock-测试:一种模拟粘胶的方法，其中形成碱溶性的纤维素衍生物黄原酸纤维素，其随后通过酸处理去除黄原酸酯基，沉淀为再生纤维素。该方法的产率是对纤维素反应性的测量(Fock vff.(1956)Eine modifizierte Methode zur Bestimmung der Reaktivitatvon Zellstoffen fiir die Viskosherstellung.Das Papier, 92-96)。另一种测量化学反应性的方法(即制备纤维素衍生物的容易度)是测量酸或酶水解的速率)。本文提供了，其包含以下顺序的步骤:(a)将粘度低于900ml/g的纤维素与水溶液混合以获得液体，其中所述液体中包含纤维素的颗粒的最大直径为200nm，其中所述水溶液的温度低于20°C，并且其中所述水溶液的pH大于12，(b)对所述液体实施至少一个以下步骤:(i)降低所述液体的pH至少I个pH单位和(ii)至少升高所述液体的温度20°C，和(c)纤维素的衍生化。后者可以是用于制备再生纤维素方法中的步骤。将纤维素与水溶液混合获得液体。获本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：贡纳·亨里克松，米卡埃尔·琳德施特海姆，
申请(专利权)人：合力创新交易公司，
类型：
国别省市：