一種乙?；□；w維素的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種乙酰基丁?；w維素的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的進(jìn)步，合成高分子材料在日常生活中的使用量越來越多，由于它們的不可生物降解性或降解需要很長(zhǎng)的時(shí)間，給人類賴以生存的自然環(huán)境造成了不可忽視的負(fù)面影響，人們迫切需要尋找新的高分子材料。天然高分子材料具有可再生特點(diǎn)，對(duì)它的開發(fā)和應(yīng)用逐漸成為科研和生產(chǎn)熱點(diǎn)。纖維素的親水性導(dǎo)致它們與親油性的樹脂不相容，降低了復(fù)合材料的機(jī)械性能。因此，對(duì)纖維素的改性顯得尤為重要，乙?；□；w維素是其中的一種。
[0003]乙?；□；w維素是纖維素分子中羥基被乙?；投□；セ傻囊环N改性纖維素，具有優(yōu)良抗?jié)?、耐紫外光、耐寒、柔韌、透明、電絕緣等性能，并能與合成樹脂和高沸點(diǎn)增塑劑有較好的相容性，可用于制作高透明度、耐候性好的塑料片基、薄膜和各種涂料的流平劑、成膜物質(zhì)等。如制電影片基、空中攝影片基、薄膜、油田天然氣等輸送管道、工具手柄、汽車、飛機(jī)的玻璃燈、地下電話線和電纜管、方向盤、標(biāo)牌面、閃光反射器等，此外還能做可剝涂料、絕緣漆、耐候高檔漆和人造纖維。乙?；□；w維素有很多種類，包括不同的丁?；?、乙?；土u基含量，不同的產(chǎn)品粘度等；因此，它們的性能差異很大。乙?；□；w維素與許多樹脂相容，也溶于多種增塑劑中，適用于許多涂料，其中包括木器漆、汽車面漆、橡膠和塑料涂料、織物涂料、玻璃涂料、柔性板、凹版、絲網(wǎng)印刷油墨、熱熔膠和粘合劑。乙?；□；w維素對(duì)紫外光穩(wěn)定，不與染料、熒光顏料或金屬顏料反應(yīng)。
[0004]國(guó)內(nèi)研發(fā)的乙?；□；w維素中，丁?；暮康颓也环€(wěn)定、對(duì)原料消耗大、成本高、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、反應(yīng)溫度高、可控性差，且反應(yīng)產(chǎn)生的廢料多，不易回收，不符合綠色化學(xué)的理念，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種具有高丁?；康囊阴；□；w維素的制備方法。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種乙酰基丁酰基纖維素的制備方法，包括以下步驟:
(1)將纖維素置于耐酸容器，加入乙酸浸泡，濾除多余乙酸；
(2)將浸泡后的纖維素、丁酸酐、催化劑置于耐酸容器，進(jìn)行反應(yīng)；
(3)加入催化劑和乙酸酐，繼續(xù)反應(yīng)；
(4)加入催化劑，繼續(xù)反應(yīng)；
(5)冷卻至室溫，加入己烷并攪拌，得到懸浮液；
(6)過濾懸浮液，所得固體粉末用碳酸氫鈉溶液浸泡，再次過濾，用去離子水洗滌產(chǎn)物至中性，最后烘干、粉碎即得。
[0007]進(jìn)一步地，所述纖維素為木漿柏、棉漿柏、竹漿柏和精制棉中的至少一種。
[0008]進(jìn)一步地，步驟(1)中，纖維素與乙酸的質(zhì)量比為1:5?10，浸泡時(shí)間為0.5?7天。[0009 ]進(jìn)一步地，步驟(2 )中，纖維素、丁酸酐、催化劑的質(zhì)量比為1:2?6:0.1?0.2。
[0010]進(jìn)一步地，步驟(2)中，反應(yīng)溫度為50?70°C，時(shí)間為0.5?lh。
[0011 ]進(jìn)一步地，步驟(2)、(3)、(4)中，催化劑均為乙酸與濃硫酸按9:1的質(zhì)量比配制而成的混合物。
[0〇12] 進(jìn)一步地，所述濃硫酸的濃度是98wt%。
[0013]進(jìn)一步地，步驟(3)中，催化劑為纖維素質(zhì)量的5?10%，乙酸酐為纖維素質(zhì)量的1.5?3倍。
[0014]進(jìn)一步地，步驟(3)中，反應(yīng)溫度為50?70°C，時(shí)間為0.5?lh。
[0015]進(jìn)一步地，步驟(4)中，催化劑為纖維素質(zhì)量的5?10%。
[0016]進(jìn)一步地，步驟(4)中，反應(yīng)溫度為50?70°C，時(shí)間為0.5?lh。
[0017]進(jìn)一步地，步驟(5)中，己烷為纖維素質(zhì)量的5?10倍，攪拌時(shí)間0.5?lh。
[0018]進(jìn)一步地，步驟(6)中，碳酸氫鈉溶液的濃度為0.5?lwt%，碳酸氫鈉水溶液為纖維素質(zhì)量的10?20倍。
[0019]進(jìn)一步地，該制備方法還包括:步驟(6)過濾懸浮液后得到的濾液，常壓蒸餾濾液回收己烷，剩余液體精餾得到乙酸酐、丁酸酐、乙酸、丁酸。
[0020]本發(fā)明具有以下有益效果:
1本發(fā)明將纖維素先與丁酸酐反應(yīng)，再與乙酸酐反應(yīng)，可得到高丁基含量的乙?；□；w維素，丁酰基含量可達(dá)55%以上，產(chǎn)物質(zhì)量穩(wěn)定。
[0021]2本發(fā)明用乙酸稀釋硫酸作為催化劑，分三次加入，有效降低了纖維素的降解度，分子鏈水解斷裂少，獲得平均分子量高的乙酰基丁?；w維素。
[0022]3本發(fā)明使用己烷沉降乙?；□；w維素，避免用水，大量未反應(yīng)的酸酐和酸可以再利用，節(jié)約生產(chǎn)成本，有利于環(huán)境的保護(hù)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
[0023]4本發(fā)明的反應(yīng)時(shí)間短、反應(yīng)溫度較低，可以節(jié)約能源;操作簡(jiǎn)單，可控性強(qiáng)，原料廉價(jià)易得，可以工業(yè)化大生產(chǎn);避免使用毒性較大溶劑，操作環(huán)境安全，對(duì)環(huán)境友好。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明:
實(shí)施例1?4中所用催化劑均為乙酸與98被%濃硫酸按9:1的質(zhì)量比配制而成的混合物。
[0025]實(shí)施例1
按照以下步驟制備乙?；□；w維素:
(1)將log棉漿柏置于燒杯，加入50g乙酸，密封、室溫下浸泡0.5天，濾除多余乙酸；
(2)將浸泡后的棉漿柏和40g丁酸酐、lg催化劑置于配有冷凝管和機(jī)械攪拌的三頸燒瓶，在70°C攪拌反應(yīng)0.5h;
(3)加入0.5g催化劑，接著加入20g乙酸酐，在70°C繼續(xù)攪拌反應(yīng)0.5h;
(4)加入0.5g催化劑，在70°C繼續(xù)攪拌反應(yīng)0.5h ；
(5)將步驟(4)得到的產(chǎn)物冷卻至室溫，快速攪拌下將50g己烷加入到燒瓶中，攪拌
0.5h，得到懸浮液； (6)過濾懸浮液，所得固體粉末用100g的lwt%碳酸氫鈉溶液浸泡lh，再次過濾，用去離子水洗滌產(chǎn)物至中性，最后烘干、粉碎、包裝即得乙?；□；w維素；
(7)步驟(6)過濾懸浮液后得到的濾液，80°C常壓蒸餾濾液回收己烷，剩余液體精餾得到乙酸酐、丁酸酐、乙酸、丁酸。
[0026]本實(shí)施例得到的乙?；□；w維素丁?；繛?8%，數(shù)均分子量大于20000。
[0027]實(shí)施例2
按照以下步驟制備乙酰基丁?；w維素:
(1)將10g木漿柏置于燒杯，加入100g乙酸，密封、室溫下浸泡2天，濾除多余乙酸；
(2)將浸泡后的木漿柏和20g丁酸酐、2g催化劑置于配有冷凝管和機(jī)械攪拌的三頸燒瓶，在50°C攪拌反應(yīng)lh;
(3)加入lg催化劑，接著加入15g乙酸酐，在50°C繼續(xù)攪拌反應(yīng)lh;
(4)加入lg催化劑，在50°C繼續(xù)攪拌反應(yīng)lh;
(5)將步驟(4)得到的產(chǎn)物冷卻至室溫，快速攪拌下將100g己烷加入到燒瓶中，攪拌lh，得到懸浮液；
(6)過濾懸浮液，所得固體粉末用200g的0.5wt%碳酸氫鈉溶液浸泡0.5h，再次過濾，用去離子水洗滌產(chǎn)物至中性，最后烘干、粉碎、包裝即得乙?；□；w維素；
(7)步驟(6)過濾懸浮液