[发明专利]一种大麻杆纤维素复合醚及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维素复合醚及其制备方法，属于化工领域，尤其涉及一种大麻杆纤维素复合醚及其制备方法。

背景技术

二十世纪九十年代以来，由于全球环境污染问题的日益突出，人类资源的未来可利用量不断缩小，生命与健康逐渐成为人们所日益重视与永恒关注的话题，整个世界的目光开始转向寻找具有无环境污染、卫生抗菌并可以被循环使用的所谓“绿色资源”，人类崇尚自然并日趋返璞归真。在此形势之下，绿色、环保纺织品的研究也越来越为世人所关注。

纺织工业是我国出口创汇支柱性产业，也是外贸依存度很高的行业。但是，由于国内企业不重视绿色环保问题，在加工过程中存在诸多污染源，中国每年约有70多亿美元的出口纺织品受到绿色贸易壁垒影响而退回。根本原因是环保问题。这里有染化料和助剂问题，也与上浆工艺及浆料有关。

不仅出口受到重创，而且丢失大量市场份额。环保纺织品要求对产品的整个生命周期都有详细的规划和考虑，如何做到制造过程减少资源消耗和生产过程零污染是重要关键。

出于绿色、环保考虑，在经纱上浆工序中，绿色、环保、节能问题已提到议事日程。在80亿美元左右纺织品回销中，有浆料和辅助浆料应用不当造成的。

国外每年浆料的耗用量已超过六十万吨(不包括中国)。我国现有各种织机约110万台，其中棉织机占80％左右(丝织机约占15％)，每年浆料耗用量在三十万吨以上。其中：淀粉占70％左右、PVA占20％左右、丙烯酸占10％左右。

聚乙烯醇常称为PVA(Polyvinyl Alcohol)，是一种典型的水溶性合成高分子化合物。PVA作为浆料使用，有一个环境保护问题，美国在八十年代初就提出这个问题，欧州的一些国家(德国等)最近已禁止使用，被称为″不洁浆料″。

PVA的环境污染问题主要是它对酸、碱和一般微生物都很稳定，不易被分解，长期沉积会引起生态破坏。因此，国内也已提出：“少用或不用PVA”的观点。PVA上浆后的坯布，在印染厂退浆煮练时，由于它只能使PVA溶解在退浆液中(而不是使它降解成低分子物)，并没有降解对环境影响严重。

我国有13套聚乙烯醇生产装置，总生产能力32.6万吨/年(名列世界第一)。其中，有3套装置采用天然气乙炔和石油乙烯法，生产能力11.1万吨/年，占总产能的34％；10套装置采用电石乙炔法，共计生产能力21.5万吨/年，占总产能的66％。我国PVA需求量2002年为40万吨以上，2005年达48万吨，与目前我国PVA实际产量32万吨相比，呈总需求大于总供给趋势。同时，国际市场对PVA的需求也较大，仅欧共体年需求缺口就达15万吨(欧共体主要用作聚合助剂，纸加工增稠剂，也有少部分用作浆料)。

早在1940年，PVA第一次在纺织工业用作经纱上浆的浆料使用，我国是在六十年代开始，用于T/C混纺纱上浆。至今的PVA浆料用量在10万吨左右。在“少用、不用PVA上浆”、“节能上浆”、“替代PVA上浆”的大背景下，迫切需要研发一种能够兼顾环境友好和经济利益的PVA替代品。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开一种“大麻杆纤维素复合醚”产品，采用资源丰富又可再生的大麻杆为原料，在一定的温度条件下，通过与氢氧化钠、氯甲烷、环氧乙烷等共同作用而生成的，是一种纤维素复合醚。目的是提供一种石油勘探、纺织、建筑、造纸等行业用的纤维素复合醚，该工艺使用稀碱溶液对大麻杆粉进行浸渍溶胀，碱用量少，醚化均匀，工艺成本低，是聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol，PVA)的最佳替代品，市场发展潜力巨大。

本发明通过如下步骤实现：

a.将大麻杆浸渍在4～6倍大麻杆质量的8～10g/ml的氢氧化钠溶液中，使纤维素溶胀，促进醚化剂在纤维素渗透、扩散，20℃条件下反应40～90分钟后，获得碱纤维素；

b.制备非离子型纤维素复合醚

向步骤a所得的碱纤维素中加入1～3倍大麻杆质量的一次醚化剂氯甲烷，在升温至42℃后加入1～3倍大麻杆质量的二次醚化剂环氧乙烷或环氧丙烷，在2.5小时内逐渐升温到48℃，再于55℃保温1～2小时使醚化完全，冷却至20～25℃后，用50wt％柠檬酸调节pH为5.0，加入7～9wt％大麻杆质量的40wt％乙二醛待充分混合后，在70～90℃反应20～30分钟，冷却后水洗2～3次、过滤、干燥，获得非离子型纤维素复合醚；

c.制备离子型纤维素复合醚