一种高聚合度的纤维素硫酸酯盐的制备方法

本发明涉及纤维素硫酸酯盐制备，尤其涉及一种高聚合度的纤维素硫酸酯盐的制备方法。

背景技术：

1、纤维素硫酸酯盐属于水溶性的纤维素衍生物，也是一类聚阴离子型纤维素盐。国内外对于纤维素的硫酸酯化制备方法众多，硫酸酯化试剂主要包括：浓硫酸、氯磺酸、三氧化硫。主要针对低聚合度的纤维素进行硫酸酯化，且以钠盐形式存在，针对避孕、抗病毒、抗凝血等生物医学特性进行应用。

2、中国专利cn20111008326公开了一种在-10℃～0℃低温条件下，以硫酸为酯化试剂，在无水乙醇中进行硫酸酯化以合成纤维素硫酸酯的制备方法，采取低温、高酸、长时间的条件进行酯化，所得产物与本发明所得产物在分子量及取代度均有不同。

3、中国专利cn201210104042公开了一种在低于30℃的反应温度下，将三氧化硫/非质子性溶剂混合液直接与纤维素原料接触混合以进行酯化反应，所用到酯化试剂-三氧化硫制备困难，不易获得。

4、中国专利cn104910393b公开了一种纤维素硫酸酯水凝胶的制备方法，所用硫酸酯化试剂为氯磺酸-二甲基甲酰胺复合物，通过加入交联剂得到纤维素硫酸酯水凝胶，应用于食品加工、化妆品及医药行业。

5、为克服现有纤维素硫酸酯化过程中的反应条件苛刻、酯化试剂难以获得、产物聚合度及分子量低的问题，以及通过不同的碱进行碱化，以实现不同领域的应用，我们提出了本发明的一种高聚合度的纤维素硫酸酯盐的制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种高聚合度的纤维素硫酸酯盐的制备方法，用于克服现有纤维素硫酸酯化过程中的反应条件苛刻、酯化试剂难以获得、产物聚合度及分子量低的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种高聚合度的纤维素硫酸酯盐的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤1：溶解，将剪切碎化并烘干后的精制棉溶解在碱金属盐-非质子极性溶剂中；

5、步骤2：酯化，加入三氧化硫络合物进行反应；

6、步骤3：中和，将反应后得到的中间体从碱金属盐-非质子极性溶剂中分离，并用去离子水和碱中和至溶液中性；

7、步骤4：干燥，透析并干燥除水后即可得到纤维素硫酸酯盐。

8、进一步地，步骤1中，所述的碱金属盐为氯化锂，氯化钠，氯化钾，氯化镁，氯化钙，氯化锌，氯化铝中的一种或多种；

9、所述非质子极性溶剂为二甲基乙酰胺，1-甲基-2-吡咯烷酮，二甲基甲酰胺，甲酰胺，三氟乙酰胺，四甲基脲，二甲亚砜，哌啶，吡啶，环丁砜，甲酸乙酯中的一种或多种。

10、进一步地，步骤1中，所述精制棉的烘干温度在50～120℃，烘干时间为30～60min；

11、溶解温度为100～150℃，溶解时间为12～16h；

12、溶解过程中进行持续搅拌，搅拌转速为150～250r/min。

13、进一步地，步骤1中，精制棉与非质子极性溶剂的比例为1g:50～80ml；精制棉与碱金属盐的摩尔比为1:16～25。

14、进一步地，步骤2中，所述三氧化硫络合物为三氧化硫-吡啶，三氧化硫-三甲胺，三氧化硫-三乙胺，三氧化硫-二甲基甲酰胺中的一种或多种。

15、进一步地，步骤2中，精制棉与三氧化硫络合物的质量比为1:4～8；

16、反应温度为60～80℃，反应时间在3～6h；

17、反应过程中进行搅拌，搅拌转速150～250r/min。

18、进一步地，步骤3中，分离中间体时使用乙醇，丙酮，甲醇，异丁醇，正丁醇，正丙醇，异丙醇中的一种或多种。

19、进一步地，步骤3中，并用去离子水和碱中和至溶液中性，其中的所述碱为氢氧化锂，氢氧化钠，氢氧化钾中的一种或多种；

20、进一步地，精制棉与所述碱的摩尔比为1:0.5～2.5。

21、上述的方法制备得到的高聚合度的纤维素硫酸酯盐在新能源电池、食品、医药、石油、纺织等领域。

22、本发明至少具备以下有益效果：

23、本发明通过高聚合度的纤维素原料-精制棉，以三氧化硫络合物为硫酸酯化试剂，避免了硫酸酯化过程中对纤维素原料的高度降解，通过不同的碱进行碱化，合成了性能优异的高分子量的纤维素硫酸酯盐产品。其具有高电导率，高粘结性能，稳定优异的电化学性能以及抗菌、增稠、成膜、持水、乳化、无毒等特点，能根据不同的需求应用于不同领域，包括但不限于新能源电池、食品、医药、石油、纺织等领域。

技术特征：

1.一种高聚合度的纤维素硫酸酯盐的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种高聚合度的纤维素硫酸酯盐的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述的碱金属盐为氯化锂，氯化钠，氯化钾，氯化镁，氯化钙，氯化锌，氯化铝中的一种或多种；

3.根据权利要求1所述的一种高聚合度的纤维素硫酸酯盐的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述精制棉的烘干温度在50～120℃，烘干时间为30～60min；

4.根据权利要求1所述的一种高聚合度的纤维素硫酸酯盐的制备方法，其特征在于，步骤1中，精制棉与非质子极性溶剂的比例为1g:50～80ml；精制棉与碱金属盐的摩尔比为1:16～25。

技术总结
本发明涉及纤维素硫酸酯盐制备技术领域，尤其涉及一种高聚合度的纤维素硫酸酯盐的制备方法。步骤包括：将剪切碎化并烘干后的精制棉溶解在碱金属盐‑非质子极性溶剂中；加入三氧化硫络合物进行反应；将反应后得到的中间体从碱金属盐‑非质子极性溶剂中分离，并用去离子水和碱中和至溶液中性；透析并干燥除水后即可得到纤维素硫酸酯盐。本发明通过高聚合度的纤维素原料‑精制棉，以三氧化硫络合物为硫酸酯化试剂，避免了硫酸酯化过程中对纤维素原料的高度降解，通过不同的碱进行碱化，合成了性能优异的高分子量的纤维素硫酸酯盐产品，其具有高电导率，高粘结性能，稳定优异的电化学性能以及抗菌、增稠、成膜、持水、乳化、无毒等特点。

技术研发人员：胡学步,苏徐
受保护的技术使用者：重庆理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12