[发明专利]双醛羧甲基纤维素的制备及其醛基含量的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新的羧甲基纤维素氧化改性制备双醛羧甲基纤维素的方法及检测双醛羧甲基纤维素中醛基含量的方法。制备的双醛羧甲基纤维素属于高分子材料，可作为生物医用材料和绿色皮革鞣剂等。

背景技术

纤维素是自然界资源丰富、可再生的天然有机高分子化合物，每年自然界合成的纤维素大约有1011～1012亿吨。纤维素是由D-吡喃葡萄糖环经β-1，4苷键组成的直链多糖，具有价廉、可降解并对环境不产生污染等特点。但是纤维素的难溶解性限制了它的应用，因而采用化学的、物理的或生物的手段，将纤维素分子链中的结合键打开，引入新的官能团，就可改变纤维素的某些固有特性，形成另具其它功能的衍生物。在众多的纤维素衍生物中，羧甲基纤维素的应用十分广泛。羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose，CMC)是一种重要的纤维素醚，是天然纤维素经过化学改性后获得的一种水溶性良好的阴离子聚电解质。CMC通常指羧甲基纤维素的钠盐。羧甲基纤维素无味、无臭、无害，具有良好的乳化、分散，悬浮和粘结作用，广泛用于陶瓷、烟草、纺织和医药等行业。

随着CMC在工业上的广泛应用，国内外一些学者、专家对CMC的改性进行了广泛研究，以提高CMC的反应活性及其应用范围。至今，羧甲基纤维素的改性方法有两种：一种是加入一种或几种物质对羧甲基纤维素进行接枝共聚改性，如用羟基丙酸、甲基丙烯酸羟丙酯、多氨基化合物等进行接枝共聚(RadiationPhysics and Chemistry，2007，76，1355-1359；Carbohydrate Polymers，2005，59，57-69；CN 1858066A)；另一种是与其它高分子进行共混改性，如用胶原蛋白、明胶、葡聚糖等共混制备共混膜或共混海绵(CN 1900165A；CarbohydratePolymers，2006，65，243-252)。而对羧甲基纤维素本身的改性，如改变官能团等以提高其反应活性的研究或技术，至今国内外还未见有文献报道或专利。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有多醛基的双醛羧甲基纤维素材料的制备方法及其醛基含量的检测方法。所制得的双醛羧甲基纤维素可以作为生物医用材料和绿色皮革鞣剂等。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：双醛羧甲基纤维素的制备方法，使用按干重计100份的羧甲基纤维素钠和80～100份的氧化剂配制成溶液，调节反应体系的pH范围为1.5～4.0，反应温度为25～45℃，反应1～10hrs，加入沉淀剂使产物充分沉淀析出后，经分离、洗涤、干燥处理得到产品双醛羧甲基纤维素。

用于配制反应体系的羧甲基纤维素钠和氧化剂均为先经水溶解制取的水溶液，其中羧甲基纤维素钠在由羧甲基纤维素钠和氧化剂配备的水溶液反应体系中的浓度控制为1～8％。

按上述方案制备的双醛羧甲基纤维素的检测方法，所制备的双醛羧甲基纤维素用羟胺法对氧化产物进行醛基含量的测定。

除非另有说明，本发明中所涉及的份数和浓度均以重量计。

本发明更为具体的内容如下：

1.羧甲基纤维素氧化制备双醛羧甲基纤维素

(1)羧甲基纤维素钠(CMC)溶液的制备：称取100份的羧甲基纤维素钠，加入到装有搅拌装置、温度计的反应器中，再加入10～88倍体积的水，25～45℃加热并不断搅拌40mins～1.0hr后得到澄清透明的羧甲基纤维素钠溶液，浓度为1.2％～10％。

(2)氧化剂溶液的制备：称取80～100份的氧化剂，加入到装有搅拌装置、温度计的反应器中，再加入10～88倍体积的水，25～45℃加热并不断搅拌后得到澄清透明的氧化剂溶液，其中氧化剂为高碘酸及其高碘酸盐类。

(3)CMC的氧化：在温度范围为25～45℃，优选为32～38℃的条件下，将CMC溶液和氧化剂同时加入到带有搅拌装置的反应器中，用酸调节pH，使反应体系的pH范围在1.5～4.0，优选pH范围为2.0～3.0。反应体系在此条件下反应1～10hrs，优选反应时间为3～7hrs，更优选反应时间为4～5hrs，然后将反应后的溶液转入到存放装置中。

(4)反应产物的沉淀析出：加入按反应后的溶液体积计2～7倍的沉淀剂，使反应产物以沉淀形式析出，其中沉淀剂为丙酮或者乙醇或者碳原子数小于5的乙醇同系物。

(5)反应产物的洗涤与干燥：待反应产物沉淀完全(10-60分钟)后过滤分离，用蒸馏水和沉淀剂交替洗涤6-10次，至洗涤液中几乎检测不出氧化剂及其还原产物；然后干燥沉淀，即得双醛羧甲基纤维素。