[发明专利]由废棉制备微晶纤维素的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由废棉制备微晶纤维素的方法。

背景技术

废棉通常包括废弃的棉织物、废弃的棉纱线以及棉花在轧花、脱绒和纺织等过程中产生的棉花废料(如尘塔绒、机肚绒、飞绒、落绒等)等。这些废棉虽然不能用于棉纺，却含有大量的优质纤维素，如果作为废弃物处理，既浪费了资源，而且还会对环境造成严重的污染。

目前，微晶纤维素已经被广泛应用于医药、食品、化妆品和合成革等领域中，例如，在医药中被用作压片的赋形剂和药片崩解剂，在食品加工过程中中被用作乳化剂和泡沫稳定剂等，在化妆品中用于生产膏状或乳状化妆品，在合成革制造过程中用作增粘剂和微孔剂等。

传统的微晶纤维素的制备方法，例如CN101864684A公开了一种棉短绒制备药品级微晶纤维素的方法，该方法包括将棉短绒经过蒸煮脱脂、漂白纯化、水解、过滤洗涤、烘干、粉碎后得到药品级微晶纤维素。然而，如此制备微晶纤维素的工艺比较繁琐，需要进行高温碱蒸煮脱脂，物耗、能耗较大。

发明内容

本发明提供了一种由废棉制备微晶纤维素的方法，该方法不仅能够实现对废棉进行回收利用，而且制备过程简单，物耗、能耗较低。

本发明提供了一种由废棉制备微晶纤维素的方法，该方法包括以下步骤：

(1)将废棉与酸溶液混合接触，得到经过酸化的废棉；

(2)在水的存在下，在pH值为2-7的条件下，将所述经过酸化的废棉与氧化剂接触反应。

根据本发明提供的所述方法，在氧化剂的作用下，使得经过酸化的废棉直接水解和漂白，从而得到微晶纤维素，而无需分别独立地进行漂白和水解过程，从而简化了微晶纤维素的生产工艺；而且本发明的所述方法中无需进行高温碱蒸煮脱脂过程，使得整个制备过程物耗、能耗较低。

另外，本发明提供的所述方法实现了废棉的回收利用。

具体实施方式

根据本发明的所述由废棉制备微晶纤维素的方法包括以下步骤：

(1)将废棉与酸溶液混合接触，得到经过酸化的废棉；

(2)在水的存在下，在pH值为2-7的条件下，将所述经过酸化的废棉与氧化剂接触反应。

根据本发明提供的所述方法，在步骤(1)中，将所述废棉与酸溶液混合的目的是使酸溶液渗入纤维素的非晶区，以加速纤维素在后续步骤中的水解。在本发明中，所述废棉与酸溶液混合接触的条件可以包括：接触温度为0-90℃，优选20-30℃；接触时间为1小时至500天，优选为12小时至10天。

根据本发明提供的所述方法，在步骤(1)中，所述废棉与所述酸溶液的重量比可以为1∶0.001-1，优选为1∶0.01-0.8，更优选为1∶0.1-0.6；所述酸溶液的浓度可以为1-98重量％，优选为1-30重量％。

根据本发明提供的所述方法，在步骤(1)中，所述酸溶液中的酸可以为各种常规的能够渗入纤维素的非晶区的无机酸或有机酸。在本发明中，所述无机酸可以为各种常规的无机酸，例如可以为盐酸、硫酸、磷酸和硝酸中的一种或多种；所述有机酸可以为各种常规的有机酸，例如碳原子数为1-5的一元或二元有机羧酸；具体可以为甲酸、乙酸、酒石酸和柠檬酸中的一种或多种。

根据本发明提供的所述方法，在步骤(1)中，所述废棉可以为废弃的棉织物、废弃的棉纱线以及棉花在轧花、脱绒和纺织过程中产生的棉花废料(如尘塔绒、机肚绒、飞绒、落绒等)中的至少一种。在本发明中，当所述废棉包括废弃的棉织物和/或所述废弃的棉纱线时，本发明的所述方法优选还包括将所述废棉进行粉碎，以将所述废棉的尺寸降低至1毫米以下，优选为1-350μm。

根据本发明提供的所述方法，在步骤(1)中，为了促使所述废棉酸化，所述方法优选还包括在将所述废棉与酸溶液混合接触的过程中加入表面活性剂和渗透剂。所述表面活性剂可以是各种常规的表面活性剂，例如可以为平平加O。所述渗透剂可以为各种常规的渗透剂，例如可以为渗透剂TX-9或TX-10。相对于100重量份的所述废棉，所述表面活性剂和渗透剂的加入量各自可以为0.1-10重量份。

根据本发明提供的所述方法，在步骤(2)中，将所述经过酸化的废棉与氧化剂接触反应的目的是为了将所述经过酸化的废棉水解和漂白。在所述接触反应的过程中，反应体系的pH值要求控制在2-7的范围内。当pH值过高或过低时，所述经过酸化的废棉容易发生糊化并产生胶体，从而难以生成微晶纤维素。优选情况下，反应体系的pH值控制为3-5。