[发明专利]一种端氨基改性纤维素及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于有机高分子化合物领域，具体涉及一种端氨基改性纤维素及其制备方法和应用。

背景技术

重金属是具有潜在危害的持久性污染物，由于重金属离子难降解，并且会在鱼类及农作物组织内积累富集，通过食物链作用，可以对人产生危害。在重金属废水处理方面，开展对环境无污染的药剂或在短时间内环境能够自处理的药剂的开发与应用、无毒无害的新型水处理试剂的开发与应用等研究具有重要意义。

目前在重金属废水的处理方面，主要还是靠吸附剂或吸附材料将离子态的重金属吸附后沉降分离去除。近年来，以纤维素及其衍生物来制备高吸附材料在国内外生产研究中得到了越来越多的重视，其中含氮离子螯合型纤维素的报道也非常多。20世纪90年代，陈观展用再生纤维素为基体，通过丙烯腈加成并在羟胺的甲醇溶液中作用，制得了一种球状再生纤维素偕胺肟螯合树脂，并研究了其对部分重金属的吸附性能。曾清如以稻壳纤维素为骨架，经碱化、环氧化后接枝乙二胺，制备出含氮纤维素，并讨论了该含氮纤维素对Cr6+和Cu2+的吸附性能。孟令芝将脱脂棉经环氧化后，分别与两种氨基酸反应，制得两种多孔纤维素球氨基酸衍生物，它们对过渡金属和重金属离子，尤其是对有毒的Hg2+有较好的吸附效果，且随着pH值的增大，吸附容量增大。王格慧用棉纤维作为原料，经碱化、环氧化处理后分别与二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺反应，制得了三种多胺类离子螯合剂，并研究了其对Cu2+的吸附与解吸行为。纪春暖以羧甲基纤维素和乙二胺—甘油环氧树脂为原料，合成了一种新型弱酸弱碱型蛇笼型螯合树脂，该树脂对Cu²+、Ni²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺吸附容量可分别达到1.72，0.43，0.37和0.13mmol/g。国外，Moritam以木屑为原料，用其与偕胺肟反应制备得到偕胺肟型木屑吸附剂，这种吸附材料可以提取海水中的金属铀。

氨基类化合物，如伯胺基、仲氨基、吡啶类化合物等，具有吸附水中有害阴离子的特性。同时，伯胺基上的孤对电子可以吸附水中的金属阳离子。因此，在纤维素上修饰上这类基团，可以有效的吸附水中的重金属阳离子，达到净化水质的目的。

端氨基超支化合物是一种高度支化，含有丰富氨基和亚氨基的水溶性单分散聚合物，将其接枝在纤维素分子上使其具有不溶于水的性质。再利用其氨基和亚氨基的配位能力，与废水中的重金属离子形成螯合物以达到去除重金属离子的目的。

申请（专利）号CN200710191878.8公开了一种端氨基超支化合物季铵盐及其制备方法，属于高分子材料技术领域。该方法采用端氨基超支化合物为母体，将其表面的氨基季铵化或接枝季铵盐侧链得到的聚季铵盐。制备方法为：将端氨基超支化合物溶解于去离子水中，再加入一定量的季铵化试剂，搅拌均匀后即可得到既具有超支化合物特征，同时又具有聚阳离子特征的聚季铵盐。它的合成过程简单，合成成本较低，产品可用于纤维素纤维、蛋白质纤维的阳离子改性，实现活性染料、直接染料、酸性染料、酸性媒染染料等的无盐染色，提高织物的抗菌性能和抗紫外性能，同时适用于污水处理剂、抗菌剂、表面活性剂、功能材料前体、医药载体等。

申请（专利）号:CN201310039208.X公开了端氨基硅油改性的端氨基超支化聚酰胺树脂及其制备方法与应用，该方法由以下步骤组成：将二元酸和三聚氰胺混合均匀后加热至70～90℃，加入端氨基硅油和二甲苯；在180～210℃下加热1～3h后，升温至220～240℃，加热1～3h后；降温至90℃，有机溶剂，有机硅低聚物和交联催化剂；加热至110～120℃，加热2～3h；降温至90℃，最后加入有机溶剂调整固含量为60～70％。该方法将在合成端氨基超支化聚酰胺时加入端氨基硅油，提高聚酰胺的耐热性能和柔韧性；将有机硅低聚物和聚酰胺进行交联反应，提高聚酰胺的耐热性能。本发明所述方法制备的树脂可以用于制备耐高温低表面能涂料。