30分钟内逐滴添加氢氧化钠溶液，添加之后，将混合物在 室温保持搅拌60分钟。
[0050] 纤维素的碱化之后，立即添加由在异丙醇（1:1-1:5)中的一氯乙酸 (1:1. 5-1:3. 5)组成的溶液。在室温在搅拌下在10-40分钟内逐滴添加该溶液。然后，将温 度升至40-70°C，使反应进行2-5小时。
[0051] 合成之后，过滤产物，然后在70-90%的甲醇溶液（v/v)中悬浮，用乙酸中和，并搅 拌5-20分钟。将其过滤，用60-90 %的加氢清洗两次，用P.A.甲醇清洗两次，最后干燥CMC。
[0052] 任选地，在制浆步骤b)之后，可以对材料进行漂白。是否进行该步骤的决定涉及 最终结果：最终材料可以是经漂白的，或者不是。
[0053] 将从制浆步骤b)用蒸馏水（以1:40的比率）获得的粗浆料进行搅拌，并保持在 60°C的温度。实现热平衡之后，添加冰醋酸（1:0. 125至1:1)和亚氯酸钠（1:0. 5至1:4)。 将反应混合物保持在持续搅拌下0. 5至1. 5小时，然后在低于10°C的冰浴中冷却。然后过 滤混合物，直到滤液变得无色，pH值为中性。其后，在室温在搅拌下在氢氧化钠0.lmol/L的 溶液中进行分离90分钟。然后再次过滤浆料，和用蒸馏水清洗，直到滤液实现中性pH值。
[0054] 利用根据本发明的获得羧甲基纤维素的方法，能够使用比已知技术柔和的碱处理 (制浆）从农业产业除去约80%的木质素，意味着比原方法节约。
[0055] 此外，利用本发明方法的任选的化学漂白步骤，能够实现除去95-100%的多酚，并 且在该方法期间，显然对反应时间的控制和使用回流对获得产品的品质是至关重要的。
[0056] 获得的天然CMC可以用于若干工业过程中。获得的天然CMC可以用作采矿业中的 天然纤维基粘合剂，所述天然纤维基粘合剂包含成分的混合物，其产生粘合最终产品的益 处。
[0057] 例如，用于粘合矿石颗粒，粘合剂组合物会根据种类、来源和矿石组成而不同。
[0058] 这些成分可以数：
[0059] -来自农业产业纤维残余物的CMC40-65 %;
[0060]碳酸钠 15-40%;
[0061]-亚氯酸钠5-30%;
[0062]-其他0-20%，如柠檬酸钠、葡萄糖酸钠和氢氧化钠。氢氧化钠还可以用于活化和 在造粒过程中提尚效率。
[0063] 这些成分的混合物可以实现为固-固混合物或固-液悬浮体，两种情况中CMC为 固体部分，添加剂可以为固体或液体。
[0064] 用作粘合剂矿石，源自农业产业纤维残余物的天然纤维基组合物负责矿石颗粒的 聚结。粒料形成是造粒过程最重要的阶段之一，受到几种因素的影响，对最终的产品品质产 生直接影响。天然纤维基组合物品质是对粒料形成最重要的要求之一，确保了适合的性能。
[0065] 此外，由这里所述方法获得的CMC可以用于食品工业，作为粘度改性剂或增稠剂， 和用来稳定多种产品包括冰淇淋中的乳液。它还是许多非食品产品的成分，例如个人润滑 剂、牙膏、轻泻剂、膳食丸剂、水基涂料、清洁剂、织物处理和各种纸张产品。它的应用主要是 因为它具有高粘度，无毒和低变应原性。
[0066] 实施例卜形态学分析
[0067] 使用形态学分析扫描电镜（SEM)来分析经本发明提出的处理之后的纤维的结构。
[0068] 通过SEM比较CMC基市售粘合剂、市售纯CMC和本发明方法的CMC。
[0069]SEM中的形态学分析显示，CMC基市售粘合剂含有Na2C03 (图1)。此外，美国专利 4, 948, 430还描述了在其组成中含有Na2C03的羧甲基纤维素基粘合剂，和应用该粘合剂的 方法。但是，市售纯CMC中不存在钠盐（图2)。
[0070] 图3和图4显示了由本发明方法获得的产品的SEM图像。图3代表没有漂白阶段 从椰子纤维获得的CMC的显微图，图4显示了具有漂白阶段的从椰子纤维获得的CMC的图 像，证实了获得的纤维结构与市售产品中发现的纤维相似。
[0071] 实施例2-红外分析
[0072] 红外（IR)分析的主要目的是确认是否确实存在醚化反应，和对分子各振动的相 应谱带进行归因。
[0073] 红外分析在经漂白的浆料、从椰子纤维获得的CMC、市售纯CMC和CMC基市售粘合 剂的样品中进行。
[0074] 对于经漂白的浆料（图5)，IR分析的目的是确认纤维素的化学结构。红外光谱显 示了以下官能团的以下谱带：〇_H基（谱带约3500cm1)和烷基（谱带约2900cm1)。
[0075] 将从椰子纤维获得的CMC光谱（图6)与市售纯CMC(图7)进行比较，我们观察到 在1647-1664cm1具有相似频率的羰基（C-0)的轴向形变的峰中的相似性，对应于羧酸钠的 羰基的轴向形变的振动。所有红外光谱显示了相似的特征，但是在从椰子纤维生产的样品 中存在谱带的移位，这一事实可以解释为在获得过程中其他化合物的产生，或者由于纤维 素的降解。
[0076] 当将从椰子纤维获得的CMC与市售纯CMC和CMC基市售纤维素（图8)进行比较 时，我们可以观察到红外光谱中的一些区别。一个显著的区别是更强烈地存在1770cm1的 谱带，和不存在1660-1640cm1的吸收频率中的谱带，这种谱带的移位是由于一定比例的 Na2C03添加到CMC，前者又会产生CMC更具酸性的特征，所以羧甲基可以以羧酸和羧酸酯的 性质大量地表达。CMC基市售粘合剂的红外光谱中的另一个峰，与其他不同，在1448cm1存 在强烈的峰，这可能是因为碳酸酯羰基的C-0形变。
[0077] 实施例3-使用获自椰子纤维的CMC的铁矿石造粒
[0078] 如上所述，经证明本发明可用于铁矿石颗粒的聚结。为了补充研究，进行测试来证 明本发明的效力。
[0079] 具有满意结果的造粒和燃烧罐炉排（burnpotgrate)造粒装置示于图9。
[0080] 进行测试，将具有和没有漂白阶段的CMC漂白阶段应用与CMC基市售粘合剂进行 比较，如表1所示。
[0081] 最后，应当理解的是，附图显示的是本发明的示例性实施方案，本发明的真正范围 仅由所附权利要求书来限定。
[0082] 表 1
[0083]
【主权项】
1. 用于从农业产业残余物获得羧甲基纤维素的方法，该方法包括以下步骤： a) 准备原料，其中该原料经清洗、干燥、研磨和再次清洗； b) 栗送步骤，其中将从步骤a)获得的产物与氢氧化钠反应； c) 合成步骤，其中包括研磨浆料；在室温在搅拌下添加异丙醇和蒸馏水的溶液；添加 NaOH水溶液以使混合物碱化；添加异丙醇中的一氯乙酸；过滤；在甲醇溶液中悬浮和用乙 酸中和。2. 根据权利要求1所述的方法，其中步骤a)包括在30-120°C的炉中干燥4-72小时；通 过18至140目（1. 00至0. 105mm)的筛子进行筛分；将沉淀物在30-120°C的炉中干燥4-72 小时。3. 根据权利要求1所述的方法，其中步骤b)包括在10-100分钟内以1:10的比率添加 浓度为5-25% (m/v)的氢氧化钠溶液。4. 根据权利要求1和3所述的方法，其中在搅拌反应混合物之后，它可以在111至 143°C的温度经受0? 5-3. OKgf/cm2的压力10-100分钟。5. 根据权利要求1所述的方法，其中异丙醇溶液的浓度为1:15-1:30 ;添加蒸馏水；以 与经干燥的浆料的1:15比率添加浓度为25-55% (w/v)的NaOH水溶液；一氯乙酸溶液在 异丙醇1:1-1:5中浓度为1:1. 5-1:3. 5。6. 根据权利要求1所述的方法，其中在制浆步骤b)之后，对材料进行漂白步骤。7. 根据权利要求1-6所述的方法，其中所述农业产业残余物是椰子纤维。8. 由根据权利要求1-7所述的方法获得的羧甲基纤维素。9. 由根据权利要求1-7所述的方法获得的羧甲基纤维素作为矿石颗粒生产中的粘合 剂的用途。10. 由根据权利要求1-7所述的方法获得的羧甲基纤维素作为食品工业中的食品添加 剂的用途。11. 由根据权利要求1-7所述的方法获得的羧甲基纤维素作为制药工业中的添加剂的 用途。12. 由根据权利要求1-7所述的方法获得的羧甲基纤维素作为造纸工业中的添加剂的 用途。13. 由根据权利要求1-7所述的方法获得的羧甲基纤维素作为纺织工业中的添加剂的 用途。
【专利摘要】本发明描述了用于从农业产业残余物获得羧甲基纤维素(CMC)的有利的和有效的方法，该方法包括以下步骤：a)准备原料，其中该原料经清洗、干燥、研磨和再次清洗；b)泵送步骤，其中从步骤a)获得的产物与氢氧化钠反应；c)合成步骤，其中在于研磨浆料、在室温在搅拌下添加异丙醇和蒸馏水的溶液；添加NaOH水溶液以使混合物碱化；添加异丙醇中的一氯乙酸；过滤；在甲醇溶液中悬浮和用乙酸中和。本发明还涉及由所述方法获得的CMC，其可以用于若干工业过程中。
【IPC分类】C08B11/12, C22B1/244, C22B1/24
【公开号】CN105143273
【申请号】CN201380033404
【发明人】L·斯泰格米勒, J·A·A·E·S·雷斯, R·W·德耶萨斯, L·D·D·M·科斯塔, A·A·R·费尔南德斯, E·D·阿布奎尔克, J·D·S·考瑞尔, M·K·库恩哈, M·C·M·巴斯托斯, P·M·B·费尔南德斯, P·B·佐扎尔
【申请人】瓦勒股份有限公司, 圣埃斯皮里图联邦大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2013年5月9日
【公告号】EP2847232A1, US20130324711, WO2013166575A1, WO2013166575A9