化反应，反应50min，所述异丙醇-一氯乙醇的混合溶液中异丙醇与所述一氯乙醇的重量份数比为10:1，再向上述反应体系中逐滴加入重量份数为0.72份浓度为50%的氢氧化钠溶液进行第二次碱化过程，将恒温水浴装置升温到50?70°C，反应90min，碱化结束后，将得到的产物过滤，将过滤的产物悬浮于80%甲醇中，用90%醋酸中和至pH7.5?9，用70%乙醇洗3次，甲醇洗I次，真空低温条件下烘干得到羧甲基纳米纤维素。
[0028]制备的所述羧甲基纳米纤维素，其羟甲基的取代度为1.100?1.500，与理论预测值1.364相符。
[0029]制备的所述羧甲基纳米纤维素粒径为30?50nm，粘度<28mpa.s，纯度>95.5%。
[0030]实施例3
[0031]一种羧甲基改性纳米纤维素的制备方法，包括以下步骤:在装有冷凝管和机械搅拌装置的三口烧瓶中加入重量份数为3份的纳米纤维素和105份的异丙醇，搅拌均匀后将整个体系置于恒温水浴装置中，在20?30°C恒温条件下，加入重量份数为3.24份浓度为50%的氢氧化钠溶液，搅拌60min进行纳米纤维素第一次碱化过程，完成碱化后，继续逐滴加入重量份数为15份异丙醇-一氯乙醇的混合溶液，调节恒温水浴温度至40?60°C，进行醚化反应，反应50min，所述异丙醇-一氯乙醇的混合溶液中异丙醇与所述一氯乙醇的重量份数比为15:1，再向上述反应体系中逐滴加入重量份数为1.08份浓度为50%的氢氧化钠溶液进行第二次碱化过程，将恒温水浴装置升温到50?70°C，反应90min，碱化结束后，将得到的产物过滤，将过滤的产物悬浮于80%甲醇中，用90%醋酸中和至pH7.5?9，用70%乙醇洗3次，甲醇洗I次，真空低温条件下烘干得到羧甲基纳米纤维素。
[0032]制备的所述羧甲基纳米纤维素，其羟甲基的取代度为1.100?1.500，与理论预测值1.364相符。
[0033]制备的所述羧甲基纳米纤维素粒径为30?50nm，粘度<28mpa.s，纯度>95.5%。
[0034]如图1?4所示，以实施例1制备的羧甲基纳米纤维素为例和纳米纤维素，做透射电镜图，将图1?2与图3?4相比较可知，改性后的羧甲基纳米纤维素仍保留了原来的基本结构，只是粒径略有增大，且表面结构更加疏松。本发明所制备的羧甲基改性纳米纤维素，用羧甲基取代纳米纤维素表面的部分羟基，通过增大分子间静电斥力，减少干燥过程中由于氢键闭锁导致纤维素发生不可逆的角质化作用，可达到提高晶体再分散的目的，将其添加到含极性基团的分散体系中，可用于制备满足特定要求的高性能纳米复合材料。
[0035]上述详细说明是针对发明的可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明的等效实施或变更，均应当包含于本发明的专利范围内。
[0036]另外，本领域技术人员还可在本发明权利要求公开的范围和精神内做其它形式和细节上的各种修改、添加和替换。当然，这些依据本发明精神所做的各种修改、添加和替换等变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
【主权项】
1.一种羧甲基改性纳米纤维素的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:在装有冷凝管和机械搅拌装置的三口烧瓶中加入重量份数为I?3份的纳米纤维素和重量份数为35?105份的异丙醇，搅拌均匀后将整个体系置于恒温水浴装置中，在20?30°C恒温条件下，加入碱溶液，搅拌60min进行纳米纤维素第一次碱化过程，完成碱化后，继续逐滴加入重量份数为15份异丙醇-一氯乙醇的混合溶液，进行醚化反应，再向上述反应体系中逐滴加入碱溶液，进行第二次碱化过程，所述两次碱化过程使用的所述碱溶液的重量份数总和为1.4?4.32份，碱化结束后，将所得产物过滤、洗涤、真空低温条件下烘干得到羧甲基纳米纤维素。
2.根据权利要求1所述的一种羧甲基改性纳米纤维素的制备方法，其特征在于，所述醚化反应条件为调节恒温水浴温度至40?60°C，反应50min。
3.根据权利要求1所述的一种羧甲基改性纳米纤维素的制备方法，其特征在于，所述第二次碱化过程条件为将恒温水浴装置升温到50?70°C，反应90min。
4.根据权利要求1所述的一种羧甲基改性纳米纤维素的制备方法，其特征在于，所述第一次碱化过程加入的碱溶液与所述第二次碱化过程加入的碱溶液重量份数比为3:1。
5.根据权利要求1所述的一种羧甲基改性纳米纤维素的制备方法，其特征在于，所述异丙醇-一氯乙醇的混合溶液中，所述异丙醇与所述一氯乙醇的重量份数比为5?15:1。
6.根据权利要求1所述的一种羧甲基改性纳米纤维素的制备方法，其特征在于，所述的碱溶液为浓度50%的氢氧化钠溶液。
7.根据权利要求1所述的一种羧甲基改性纳米纤维素的制备方法，其特征在于，所述的洗涤方式为:将过滤的产物，悬浮于80%甲醇中，用90%醋酸中和至pH7.5?9，用70%乙醇洗3次，甲醇洗I次，完成洗涤步骤。
8.根据权利要求1?7任一项所述的一种羧甲基改性纳米纤维素的制备方法，其特征在于，制备的所述羧甲基纳米纤维素，其羟甲基的取代度为1.100?1.500。
9.根据权利要求1?7任一项所述的一种羧甲基改性纳米纤维素的制备方法，其特征在于，制备的所述羧甲基纳米纤维素粒径为30?50nm，粘度<28mpa.s，纯度>95.5%。
【专利摘要】本发明属于纤维素改性技术领域，具体涉及一种羧甲基改性纳米纤维素的制备方法，包括以下步骤：在装有冷凝管和机械搅拌装置的三口烧瓶中加入纳米纤维素和异丙醇，搅拌均匀后将整个体系置于恒温水浴装置中，加入碱溶液，进行纳米纤维素第一次碱化过程，继续逐滴加入异丙醇-一氯乙醇的混合溶液，进行醚化反应，再向上述反应体系中逐滴加入碱溶液，进行第二次碱化过程，将所得产物过滤、洗涤、真空低温条件下烘干得到羧甲基纳米纤维素。本发明一种羧甲基改性纳米纤维素的制备方法，简单高效，制备的羧甲基纳米纤维素再分散性好，有效改善了纳米纤维素的性能，将其添加到含极性基团的分散体系中，可用于制备满足特定要求的高性能纳米复合材料。
【IPC分类】C08B11-08, C08B11-12
【公开号】CN104877033
【申请号】CN201510297501
【发明人】刘雄, 覃小丽, 陆红佳, 郭婷
【申请人】西南大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年6月3日