[发明专利]改性羧甲基化纤维素纳米纤维分散液及其制造方法

说明书

本发明提供一种有机溶剂、树脂中的分散稳定性优异且形成透明、着色少的分散液的纤维素纳米纤维。一种分散液，是改性羧甲基化纤维素纳米纤维分散于分散介质而得的，上述分散介质包含有机溶剂，上述改性羧甲基化纤维素纳米纤维包含式(1)表示的葡萄糖单元(式(1)(X¹独立地为H或‑CH₂COOH表示的基团，X²独立地为H、‑CH₂COOH或式(2)～(4)中的任一者表示的基团，至少1个X²为式(2)～(4)中的任一者表示的基团)(式(2)～(4))(在式(2)中，R独立地为H、碳原子数1～10的烷基、碳原子数6～20的芳基或碳原子数为7～20的芳烷基，至少1个R为该烷基、芳基或芳烷基，在式(3)中，Y为N或P，R被定义与式(2)相同，在式(4)中，R’为碳原子数1～10的烷基、碳原子数6～20的芳基或碳原子数7～20的芳烷基)。

技术领域

本发明涉及改性羧甲基化纤维素纳米纤维分散液及其制造方法。

背景技术

从节约资源、节约能源、减少二氧化碳排放量、生物分解性等观点考虑，近年来，来源于植物的材料、能量已经受到关注，正在进行植物、微生物产出的纤维素的有效利用。其中，将由树木、草本等得到的纸浆解纤而得到的纤维素纳米纤维因为是粗细为几nm～几十nm的极细的纤维，具有较轻量但高弹性模量、高强度、不易热膨胀、透明性高等许多优异的特点，所以期待用于结构材料、光学材料等许多用途。

作为纤维素纳米纤维的制造方法，报告了将经阴离子改性的纤维素纤维解纤的方法(阴离子改性微纤丝化植物纤维)、以N-氧基化合物和卤代碱金属盐为催化剂对纤维素纤维进行氧化并对其进行解纤的方法(专利文献1、非专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2011/115154号

非专利文献

非专利文献1：Biomacromolecules，7卷，6号，1687-1691页，2006年

发明内容

另一方面，由此得到的纤维素纳米纤维的亲水性极高，缺乏在极性不同的有机溶剂、树脂中的分散稳定性，特别是在要应用于要求高透明性的光学材料、透明材料时，如果含有纤维素纳米纤维，则得到的复合材料的透明性变低。此外，根据用途而要求无色的纤维素纳米纤维，但这些纤维素纳米纤维的耐热性低，在制造有机溶剂分散液时或在制造与塑料材料的复合材料时会着色，因此难以应用。

鉴于上述情况，本发明的课题在于提供在有机溶剂、树脂中的分散性优异且透明、着色少的纤维素纳米纤维分散液。

[1]一种分散液，是改性羧甲基化纤维素纳米纤维分散于分散介质而得的，

上述分散介质包含有机溶剂，

上述改性羧甲基化纤维素纳米纤维包含后述的式(1)表示的葡萄糖单元。

[2]根据[1]所述的分散液，其中，上述有机溶剂的沸点在常压下为50～250℃。

[3]根据[1]或[2]所述的分散液，其中，上述有机溶剂为选自甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、2-甲基-2-丙醇、丙酮、甲乙酮、1,4-二烷、N-甲基-2-吡咯烷酮、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、乙腈和它们的组合中的水溶性有机溶剂。

[4]根据[1]～[3]中任一项所述的分散液，其中，上述X¹和X²由-CH₂COOH或式(2)～(4)中的任一者表示时，由每个上述葡萄糖单元的该基团的个数定义的X取代度为0.02～0.50。