[发明专利]一种溶剂法玉米芯纤维素纤维的制备方法

说明书

本发明属于生物质资源再生利用技术领域，尤其涉及一种溶剂法玉米芯纤维素纤维的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将玉米芯纤维素粉碎，向玉米芯纤维素表面喷淋氢氧化钠溶液并搅拌混合，然后压榨脱水、粉碎，并与NMMO溶剂混合得到预混合液，并引入溶解釜中制得纺丝液；将纺丝液过滤，然后通过纺丝组件的喷丝板喷出，喷出的纺丝液细流经过空气隙和凝固浴后形成纤维束，之后水洗、切断、上油、烘干生产短纤维，或水洗、上油、烘干生产长丝。本发明使用玉米芯纤维素来生产溶剂法纤维素纤维，原料资源丰富，原料成本会降低，具有重大的经济意义，使得玉米芯纤维素得到充分利用。

技术领域

本发明属于生物质资源再生利用技术领域，尤其涉及一种溶剂法玉米芯纤维素纤维的制备方法。

背景技术

能源、资源危机是当今全球面临的重要问题，给人类的生存带来了严重威胁。地球上现存的不可再生资源的储量都是极其有限的，我们仅从石油资源来看，按《2015BP世界能源统计年鉴》公布的世界石油储量——1.70万亿桶(bbl)。以当前的开采速度来计算，全球石油储量仅可供生产四十年左右，这将导致主要依靠石油和天然气为原料合成各种功能性材料面临着原材料日益枯竭的困境。另一方面，通过石油化工合成的高分子功能材料都是难于降解的，特别是随着塑料工业的快速发展，由塑料制品造成的白色污染对人类的生产和生活带来了极大的危害。为了解决原料短缺和环境问题，人们逐渐把眼光转移到地球可再生资源——生物质资源综合利用上。

木质纤维素是地球上资源量最大的可再生资源和最主要的生物质资源，如何综合高效地利用这些生物质资源是一个关系到资源、环境、经济、能源等的重要课题。为解决这个问题，近年来国内外都投入了大量人力和物力对纤维素资源转化进行了大量的研究开发工作。来源丰富、再生时间短等是木质纤维素类资源的优点，这些植物纤维原料可望通过生物或者化学转化，生产葡萄糖、木糖、燃料乙醇、多元醇类等原料，进而把储量巨大的木质纤维素资源转化为人类的食品仓库、能源仓库和原料仓库。

我国是一个农业大国，农林废弃纤维素类资源异常丰富，仅玉米芯一项每年产量就达2000多万吨，而且大部分被焚烧甚至掩埋而未被利用，造成巨大的资源浪费和环境污染问题。玉米芯主要成分是半纤维素、纤维素和木质素等木质纤维素类资源。目前玉米芯中的半纤维素最主要的应用是生产木糖、木糖醇产品以及糠醛等化工产品；玉米芯中的木质素主要用作增强剂、矿粉粘结剂水煤浆分散剂，以及生产活性炭、石墨烯、香草素等；玉米芯中的纤维素是提取半纤维素和木质素后的产物，主要用于生产燃料乙醇，以及改性后获得功能性材料。

由于采用玉米芯中提取出来的纤维素生产燃料乙醇的成本较高，目前国内许多企业靠政府补贴才有利润。由于玉米芯中提取的纤维素较短，不像木浆等纤维素分子链相互交错且毛羽较长，导致其用于生产粘胶纤维或者应用造纸行业时原料流失较多，使得玉米芯纤维素不能得到充分利用，现有的玉米芯纤维素普遍被用于焚烧发电等一些低附加值的应用，甚至部分直接被掩埋而未被利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种溶剂法玉米芯纤维素纤维的制备方法，旨在解决现有玉米芯纤维素提取出来的纤维素生产燃料乙醇的成本较高，而且由于玉米芯中提取的纤维素较短，导致其用于生产粘胶纤维或者应用造纸行业时原料流失较多，使得玉米芯纤维素不能得到充分利用，只能用于焚烧发电等一些低附加值的应用，甚至部分直接被掩埋而未被利用的技术问题。

本发明是这样实现的，一种溶剂法玉米芯纤维素的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)预处理：将玉米芯纤维素粉碎，向玉米芯纤维素表面喷淋氢氧化钠溶液，搅拌混合，让氢氧化钠溶液充分浸润到纤维素中，其中所述玉米芯纤维素的聚合度为400～1000；

(2)预混合：将步骤(1)中预处理后的玉米芯纤维素通过压榨挤出多余水分，并进一步粉碎，然后将粉碎后的玉米芯纤维素与NMMO溶剂同时加入到预混合器内进行混合，制得预混合液；