[发明专利]一种疏水改性纤维素及其制备方法

说明书

本发明提供一种疏水改性纤维素，可以用下式(1)表示，其中，R^f为氟烷基或全聚氟醚基基团，R为二价有机基团，x、y表示统计意义上的结构单元数，x、y均为大于等于1的整数。该疏水改性纤维素由纳米纤维素与单端含异氰酸酯基团的氟化物反应制备。本发明的改性纳米纤维素疏水改性纤维素：制备过程简单易控，利于规模化放大生产；储存稳定性好，产品使用可靠性高，具有较高的商业推广价值；疏水疏油效果好，且持久性优良。

技术领域

本发明涉及一种疏水改性纤维素及其制备方法，属于纤维素改性技术领域。

背景技术

纳米纤维素的制备原料来源丰富，具有生物材料的轻质、可降解、可再生及生物相容性等优点，且具有较大的比表面积、高结晶度、高强度、高亲水性、高热稳定性等诸多优良性能。然而，由于其表面大量羟基存在氢键的作用，致使其很容易发生一定程度的不可逆聚集成团，分散不均匀，不能很好地溶解在弱极性溶剂和聚合物介质中，与聚合物间相容性不好，界面粘合较差，大大限制了其在众多领域中的应用。基于此，我们希望可以对其进行改性修饰，降低其表面自由能，使纳米纤维素分散均一，改善其与弱极性溶剂、聚合物基体间的界面相容性，并赋予其疏水、疏油等新的优良特性，扩展其在食品包装、生物医药、纺织印染、涂料、造纸、化妆品等领域中的应用。

目前，对纳米纤维素的疏水疏油改性主要采用接枝的方法，但反应条件苛刻，产物分离过程复杂，易产生二次污染。因此，开发一种简单高效，技术路线环保无污染的纳米纤维素改性方法(尤其是还可以制备具有良好疏水、疏油性、分散均一，与疏水有机系的界面相容性良好的改性纳米纤维素)就显得尤为必要，也是一项亟待解决的技术难题。

专利CN2019100585376公开了一种氟硅烷改性纳米纤维素的制备方法及获得的改性纤维素，专利CN201910671869.1公开了一种改性纳米纤维素及其制备方法，上述两种方案均存在易水解的烷氧基硅基团，使其储存稳定性受到影响；水解后的产品性能将明显下降，进而影响了其商用推广。

发明内容

本发明旨在提供一种疏水改性纤维素及其制备方法，该改性纤维素储存稳定性优良，疏水疏油效果优良，且改性产物分散均一、与有机系的界面相容性好，商用推广价值高。

为了实现本发明的目的，特采用了如下技术方案：

一种疏水改性纤维素，可以用下式：

其中，R^f为氟烷基或全氟聚醚基基团，R为二价有机基团x、y表示统计意义上的结构单元数，x、y均为大于等于1的整数。

进一步，所述氟烷基可以用CH₂(CF₂)_nCF₃表示，其中n为0～20的整数；所述全氟聚醚基可以用CF(CF₃)O(CF(CF₃)CF₂O)_mCF₂CF₂CF₃表示，m表示统计意义上的结构单元数，为1～90的整数。

更进一步，所述氟烷基可以用CH₂(CF₂)_nCF₃表示，其中n为2～8的整数；所述全氟聚醚基可以用CF(CF₃)O(CF(CF₃)CF₂O)_mCF₂CF₂CF₃表示，m表示统计意义上的结构单元数，为5～20的整数。