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1、10申请公布号CN104045839A43申请公布日20140917CN104045839A21申请号201410309653822申请日20140701C08J3/03200601C08L1/12200601C08L1/10200601C08B3/06200601C08B3/12200601D01F2/0220060171申请人东华大学地址201620上海市松江区人民北路2999号72发明人余木火张玥李欣达何小云黎欢74专利代理机构上海申汇专利代理有限公司31001代理人翁若莹郭海54发明名称一种纤维素经过酸酐微波改性后的溶解方法57摘要本发明提供了一种纤维素经过酸酐微波改性后的溶解方法，其。
2、特征在于，具体步骤包括步骤1将纤维素和酸酐小分子真空干燥；步骤2将包括纤维素、离子液体和酸酐小分子在内的原料按102050702040的配比混合均匀；步骤3将步骤2所得的混合物在微波照射下加热反应一定时间后，将产物洗涤、干燥后得到酸酐改性纤维素；步骤4将步骤3所得的酸酐改性纤维素加入到包含氢氧化钠、尿素、硫脲和水的复合溶剂中，混合均匀后喂入双螺杆挤出机，在126挤出，得到酸酐改性纤维素溶液。采用本发明的加工改性工艺可获得易于溶解、绿色清洁的纤维素溶液。51INTCL权利要求书1页说明书3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页10申请公布号CN10404583。
3、9ACN104045839A1/1页21一种纤维素经过酸酐微波改性后的溶解方法，其特征在于，具体步骤包括步骤1将纤维素和酸酐小分子真空干燥；步骤2将包括纤维素、离子液体和酸酐小分子在内的原料按102050702040的配比混合均匀；步骤3将步骤2所得的混合物在微波照射下加热反应一定时间后，将产物洗涤、干燥后得到酸酐改性纤维素；步骤4将步骤3所得的酸酐改性纤维素加入到包含氢氧化钠、尿素、硫脲和水的复合溶剂中，混合均匀后喂入双螺杆挤出机，在126挤出，得到酸酐改性纤维素溶液。2如权利要求1所述的纤维素经过酸酐微波改性后的溶解方法，其特征在于，所述的步骤3中的微波照射功率为500W1000W，加热温。
4、度为80120，反应时间为053H。3如权利要求1所述的纤维素经过酸酐微波改性后的溶解方法，其特征在于，所述的步骤3中的酸酐改性纤维素的酸酐接枝率在1050。4如权利要求1所述的纤维素经过酸酐微波改性后的溶解方法，其特征在于，所述的步骤1中的纤维素为普通棉纤维，聚合度在300600。5如权利要求1所述的纤维素经过酸酐微波改性后的溶解方法，其特征在于，所述的步骤2中的离子液体为1丁基3甲基咪唑氯盐和1乙基3甲基咪唑醋酸盐中的至少一种。6如权利要求1所述的纤维素经过酸酐微波改性后的溶解方法，其特征在于，所述的步骤1中的酸酐小分子为醋酸酐、马来酸酐和邻苯二甲酸酐中的至少一种。7如权利要求1所述的纤维。
5、素经过酸酐微波改性后的溶解方法，其特征在于，所述的步骤4中的复合溶剂由氢氧化钠510WT、尿素515WT、硫脲515WT和去离子水7080WT组成。8如权利要求1所述的纤维素经过酸酐微波改性后的溶解方法，其特征在于，所述的步骤4中的酸酐改性纤维素在低温复合溶剂中的浓度为1520。9如权利要求1所述的纤维素经过酸酐微波改性后的溶解方法，其特征在于，所述的步骤4中双螺杆挤出机的螺杆转速为200400RPM，双螺杆长径比为135155，挤出机机头压力为35MPA，真空泵压力为081MPA，各段温度为第一段126，第二段82，第三段42，第四段05，机头05。权利要求书CN104045839A1/3页。
6、3一种纤维素经过酸酐微波改性后的溶解方法技术领域0001本发明介绍了改性后纤维素的一种新型溶解方法，尤其涉及纤维素超临界改性后在低温高剪切的条件下快速溶解纺丝。背景技术0002纤维素是自然界中存在的最广泛的可再生资源之一，随着能源的消耗，地球上的石油资源日益短缺，环境污染严重，人类急需寻找新的储藏量大的绿色能源，而纤维素作为可再生的天然资源，利用纤维素代替石油获得可持续发展的化工原料，将是一种可行并有广阔应用前景的技术路线。0003纤维素是一种廉价的可再生资源，据科学家估计，每年通过光合作用得到的纤维素超过1000亿吨，超过现在的石油储藏量，纤维素来源广泛。同时，纤维素的可再生、可降解性能符合。
7、当代循环经济和绿色环保的要求。0004人类对纤维素的利用起源很早，铜氨纤维和粘胶纤维已经有一百多年的历史，但传统工艺工艺冗长、生产复杂、耗能和操作费用都比较高，并造成严重的环境污染，使粘胶纤维的进一步发展受到影响。20世纪八十年代的有机溶剂包括NMMO等纺丝技术也有一定的成效，然而由于其真溶液的连续制备技术、纺丝工艺、设备及溶剂回收系统、成本高等问题都难以得到解决，严重影响了它的发展。所以急需寻找一种低成本、高效率、绿色环保、易工业化的新型纤维素溶解溶剂体系。0005近年来，将纤维素溶解在低温碱/尿素组合溶液中进行纺丝得到的再生纤维素纤维引起了国内外专家的高度重视。低温碱尿素纤维素纤维在我国报。
8、道已有中试线，但是受到设备、工艺的限制，加工过程复杂，生产能耗很大，距离工程化、产业化仍有一定差距。发明内容0006本发明的目的在于提供一种纤维素经过酸酐微波改性后低温溶解的方法，为了提高纤维素在低温碱/硫脲/尿素溶液中的溶解效率，我们首先采用各种酸酐对纤维素进行微波化学改性，对于实现纤维素的低温溶纺工程化、产业化生产意义重大。0007为了达到上述目的，本发明提供了一种纤维素经过酸酐微波改性后的溶解方法，其特征在于，具体步骤包括0008步骤1将纤维素和酸酐小分子真空干燥；0009步骤2将包括纤维素、离子液体和酸酐小分子在内的原料按102050702040的配比混合均匀；0010步骤3将步骤2所。
9、得的混合物在微波照射下加热反应一定时间后，将产物洗涤、干燥后得到酸酐改性纤维素；0011步骤4将步骤3所得的酸酐改性纤维素加入到包含氢氧化钠、尿素、硫脲和水的复合溶剂中，混合均匀后喂入双螺杆挤出机，在126挤出，得到酸酐改性纤维素溶液。0012优选地，所述的步骤3中的微波照射功率为500W1000W，加热温度为80120，说明书CN104045839A2/3页4反应时间为053H。0013优选地，所述的步骤3中的酸酐改性纤维素的酸酐接枝率在1050。0014优选地，所述的步骤1中的纤维素为普通棉纤维，聚合度在300600。0015优选地，所述的步骤2中的离子液体为1丁基3甲基咪唑氯盐BMIMC。
10、L和1乙基3甲基咪唑醋酸盐EMIMAC中的至少一种。0016优选地，所述的步骤1中的酸酐小分子为醋酸酐、马来酸酐和邻苯二甲酸酐中的至少一种。0017优选地，所述的步骤4中的复合溶剂由氢氧化钠510WT、尿素515WT、硫脲515WT和去离子水7080WT组成。0018优选地，所述的步骤4中的酸酐改性纤维素在低温复合溶剂中的浓度为1520。0019优选地，所述的步骤4中双螺杆挤出机的螺杆转速为200400RPM，双螺杆长径比为135155，挤出机机头压力为35MPA，真空泵压力为081MPA，各段温度为第一段126，第二段82，第三段42，第四段05，机头05。0020本发明将基于离子液体为溶剂。
11、酸酐微波改性后的纤维素，加入一定比例碱溶剂体系，通过高速搅拌机混合成悬浮液后，再低温螺杆挤出，在设定的工艺条件下，在低温高剪切的作用下，增塑降低链段单元作用力沿分子链叠加效果，氢键力减弱，在氢氧化钠和硫脲等组聚作用下，从而得到适合纺丝的纤维素溶液。在挤出过程中同时实现物料的输送、混合、溶解、脱泡、过滤等，最终能形成稳定、均匀、透明的改性纤维素溶液，没有产生凝胶现象。0021与现有技术相比，本发明的有益效果是0022采用本发明的加工改性工艺可获得易于溶解、绿色清洁的纤维素溶液。酸酐小分子对纤维素的改性有效地破坏了纤维素分子内和分子间的氢键，在溶解过程中尿素和硫脲形成外包络合物进一步阻止了纤维素分。
12、子自聚集，使纤维素溶液更加稳定，所得的纤维素溶液中纤维素含量高，适合纺丝，扩大纤维素应用领域。具体实施方式0023下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。以下各实施例中所用的纤维素为聚合度在300600的普通棉纤维。实施例中所用的双螺杆挤出机可以实现低温挤出，其可具有与CN103290503A中公开的为连续式低温溶解纺丝装置相同的连接结构。0024实施例10025将纤维素和醋酸酐在70下真空干燥24。
13、H，将纤维素10WT、BMIMCL50WT和醋酸酐40WT加入高速搅拌机混合均匀，将所得的混合物在功率500W的微波照射下在80反应05H，将所得产物用去离子水洗去离子液体，测得酸酐接枝率为484，将所得的改性纤维素在70下真空干燥24小时，将50GNAOH加入到800G去离子水中，在常温下搅拌，然后加入100G尿素和50G硫脲，高速搅拌得到透明均匀的复合溶剂，将150G改性纤维素边搅拌边加入复合溶剂中，混合30MIN后得到均匀的纤维素悬浮液，加入到已经预冷好说明书CN104045839A3/3页5的双螺杆挤出机中，双螺杆转速为230RPM/MIN，长径比为135，挤出机机头压力为3MPA，真。
14、空泵压力为08MPA，各段温度为第一段12，第二段8，第三段4，第四段0，机头0；经过双螺杆挤出机溶解后得到均匀的纤维素溶液，纤维素浓度为15WT，粘度为620PAS。0026实施例20027将纤维素和马来酸酐在70下真空干燥24H，将纤维素15WT、BMIMCL60WT和马来酸酐35WT加入高速搅拌机混合均匀，将所得的混合物在功率800W的微波照射下在100反应1H，将所得产物用去离子水洗去离子液体，测得酸酐接枝率为325，将所得的改性纤维素在70下真空干燥24小时，将80GNAOH加入到770G去离子水中，在常温下搅拌，然后加入100G尿素和50G硫脲，高速搅拌得到透明均匀的复合溶剂，将2。
15、00G改性纤维素边搅拌边加入复合溶剂中，混合30MIN后得到均匀的纤维素悬浮液，加入到已经预冷好的双螺杆挤出机中，双螺杆转速为250RPM/MIN，长径比为140，挤出机机头压力为09MPA，真空泵压力为4MPA，各段温度为第一段12，第二段6，第三段0，第四段2，机头5；经过双螺杆挤出机溶解后得到均匀的纤维素溶液，纤维素浓度为20WT，粘度为710PAS。0028实施例30029将纤维素和邻苯二甲酸酐在70下真空干燥24H，将纤维素20WT、EMIMAC60WT和邻苯二甲酸酐20WT加入高速搅拌机混合均匀，将所得的混合物在功率1000W的微波照射下在120反应1H，将所得产物用去离子水洗去离。
16、子液体，测得酸酐接枝率为109，将所得的改性纤维素在70下真空干燥24小时，将100GNAOH加入到700G去离子水中，在常温下搅拌，然后加入150G尿素和50G硫脲，高速搅拌得到透明均匀的复合溶剂，将180G改性纤维素边搅拌边加入复合溶剂中，混合30MIN后得到均匀的纤维素悬浮液，加入到已经预冷好的双螺杆挤出机中，双螺杆转速为300RPM/MIN，长径比为155，挤出机机头压力为5MPA，真空泵压力为1MPA，各段温度为第一段6，第二段2，第三段0，第四段2，机头5；经过双螺杆挤出机溶解后得到均匀的纤维素溶液，纤维素浓度为18WT，粘度为890PAS。0030本发明方法制备酸酐微波改性纤维素及其低温溶解的步骤简单，需要溶剂价格便宜，连续高剪切溶解方法易行，制备的纤维素溶液固含量提高，能够明显制备出良好的纤维素纺丝原液。说明书CN104045839A。