一种马来酸纤维素酯的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高分子化学技术领域，具体是一种马来酸纤维素酯的制备方法。
【背景技术】
[0002]纤维素作为一种天然的、可再生的高分子材料，大量存在于绿色植物中，其资源丰富。天然植物纤维突出的优点是具有生物可降解性和可再生性。因此，在煤、石油、天然气储量日益减少，环境日益恶化的今天，纤维素可作为一种可持续发展的资源来研究和开发，这对解决人类所面临的资源和环境问题具有重要意义。
[0003]纤维素经过加工改性具有不同的功能特性，能满足各行业的不同需要，纤维素材料的功能化利用，已然成为天然高分子材料的发展趋势和研究热点。改性方法主要有化学法和物理法，化学法如共聚或接枝共聚，物理法如共混或物理性添加某些改性剂。这些方法已被广泛采用，成功地开发出了许多改性化学纤维的新品种，如高湿模量黏胶纤维、阳离子染料可染聚酯纤维、丙烯腈-氯乙烯共聚纤维、水溶性聚乙烯醇纤维等。其中接枝纤维是在纤维的大分子链上通过活性链节从侧向引上高分子支链所得到的纤维。将棉纤维或粘胶纤维接上甲基、乙基或苯甲基生成纤维素醚，可降低纤维的吸水性并提高纤维的化学稳定性、阻燃性、光作用稳定性、抗热性和电绝缘性等。纤维素与少量能聚合的单体在溶体状态共聚，在纤维素主链上引入合成高分子支链，从而获得接枝共聚的纤维素纤维，可改进纤维素纤维的耐褶皱性。
[0004]由于纤维素不溶于水、稀酸和有机溶剂，给生产利用带来了很多的困难。纤维素分子结构中有大量羟基，分子内部和分子之间形成了大量的氢键，这是影响纤维素溶解能力的主要原因。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种马来酸纤维素酯的制备方法，该方法具有原料廉价易得、操作简便、环保等优点。
[0006]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案:
一种马来酸纤维素酯的制备方法，包括以下步骤:
(1)将纤维素置于耐酸容器，加入乙酸浸泡；
(2)将浸泡后的纤维素和马来酸酐、催化剂混合，加热搅拌反应；
(3)冷却至室温，加入去离子水析出产物，离心或者过滤分离产物，用去离子水洗涤产物至中性，干燥即得。
[0007]进一步地，所述纤维素为木浆柏、棉浆柏、竹浆柏和精制棉中的至少一种。
[0008]进一步地，步骤(1)中，纤维素和乙酸的质量比为1:5~20。
[0009]进一步地，步骤(1)中，纤维素在乙酸中浸泡的时间0.5-7天。
[0010]进一步地，步骤(2)中，纤维素和马来酸酐的质量比为1:0.5-2ο[0011 ] 进一步地，步骤(2)中，催化剂为纤维素质量0.3-5%的浓硫酸。
[0012]进一步地，所述浓硫酸的质量分数为98%。
[0013]进一步地，加热至50~80°C，搅拌反应l~3h。
[0014]进一步地，所述干燥为真空干燥，温度为20~80°C。
[0015]本发明具有以下有益效果:
1本发明以乙酸作为活化剂，削弱纤维素分子间和分子内氢键的强度，使大量纤维素羟基摆脱氢键的束缚，成为“自由羟基”，从而有利于反应的进行，提高反应效率。
[0016]2本发明的酯化反应为非均相体系，乙酸作为分散剂，体系粘度小，便于操作。
[0017]3本发明的产物马来酸纤维素酯有一半自由羧基，可以与碱中和成盐，为水溶性高分子，方便后续进行纯化。
[0018]4本发明以纤维素作为原料，有利于环境保护和经济的可持续发展，所用其他试剂马来酸酐、浓硫酸、乙酸等廉价易得，大大降低了生产成本，可进行工业化大生产。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明:
实施例1
按照以下步骤制备马来酸纤维素酯:
(1)将10g棉楽柏置于圆底烧瓶，加入50g乙酸，在室温下浸泡0.5天；
(2)将浸泡活化后的棉浆柏和5g马来酸酐、0.lg 98wt%的浓硫酸混合，加热至60°C，搅拌反应1.5h ;
(3)将步骤(2)得到的产物自然冷却至室温，加入适量的去离子水析出马来酸纤维素酯，过滤分离，用大量的去离子水洗涤产物至中性，在80°C条件下真空干燥2h即得最终产物。
[0020]实施例2
按照以下步骤制备马来酸纤维素酯:
(1)将10g木楽柏置于圆底烧瓶，加入50g乙酸，在室温下浸泡1天；
(2)将浸泡活化后的木浆柏和5g马来酸酐、0.2g 98wt%的浓硫酸混合，加热至60°C，搅拌反应1.5h ;
(3)将步骤(2)得到的产物自然冷却至室温，加入适量的去离子水析出马来酸纤维素酯，过滤分离，用大量的去离子水洗涤产物至中性，在60°C条件下真空干燥6h即得最终产物。
[0021]实施例3
按照以下步骤制备马来酸纤维素酯:
(1)将log竹浆柏置于圆底烧瓶，加入200g乙酸，在室温下浸泡7天；
(2)将浸泡活化后的竹浆柏和20g马来酸酐、0.03g 98wt%的浓硫酸混合，加热至50°C，搅拌反应3h ；
(3)将步骤(2)得到的产物自然冷却至室温，加入适量的去离子水析出马来酸纤维素酯，离心分离，用大量的去离子水洗涤产物至中性，在20°C条件下真空干燥6h即得最终产物。
[0022]实施例4 按照以下步骤制备马来酸纤维素酯:
(1)将log竹浆柏和精制棉置于圆底烧瓶，加入100g乙酸，在室温下浸泡3天；
(2)将浸泡活化后的竹浆柏、精制棉和15g马来酸酐、0.5g 98wt%的浓硫酸混合，加热至80 °C，搅拌反应lh ；
(3)将步骤(2)得到的产物自然冷却至室温，加入适量的去离子水析出马来酸纤维素酯，离心分离，用大量的去离子水洗涤产物至中性，在30°C条件下真空干燥5h即得最终产物。
[0023]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种马来酸纤维素酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将纤维素置于耐酸容器，加入乙酸浸泡； (2)将浸泡后的纤维素和马来酸酐、催化剂混合，加热搅拌反应； (3)冷却至室温，加入去离子水析出产物，离心或者过滤分离产物，用去离子水洗涤产物至中性，干燥即得。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纤维素为木浆柏、棉浆柏、竹浆柏和精制棉中的至少一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，纤维素和乙酸的质量比为1:5?20。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，纤维素在乙酸中浸泡的时间0.5-7天。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，纤维素和马来酸酐的质量比为1:0.5-2ο6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，催化剂为纤维素质量0.3-5%的浓硫酸。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述浓硫酸的质量分数为98%。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，加热至50~80°C，搅拌反应 l~3ho9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述干燥为真空干燥，温度为 20~80°C。
【专利摘要】本发明属于高分子化学技术领域，公开了一种马来酸纤维素酯的制备方法。具体是：将纤维素用醋酸浸泡活化，然后将活化的纤维素、马来酸酐和催化剂加热进行酯化反应，冷却至室温，用去离子水析出产物，再用去离子水洗涤产物直至中性，最后干燥即得。本发明为非均相制备法，具有粘度小、操作简便、产品质量稳定、原料价格低和环保等优点。
【IPC分类】C08B3/12
【公开号】CN105315378
【申请号】CN201510770995
【发明人】王念贵, 刘玉娇, 王明晶, 刘欣, 张俐娜
【申请人】中山大桥化工集团有限公司, 湖北大学, 武汉大学
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年11月12日