[发明专利]一种改善低聚合度纤维素材料的加工性能和/或力学性能的方法

说明书

本发明公开了一种改善低聚合度纤维素材料的加工性能和/或力学性能的方法。本发明改善低聚合度纤维素材料的加工性能和/或力学性能的方法是将高聚合度纤维素原料和低聚合度纤维素原料的共混物作为原料。本发明能够同时改善低聚合度纤维素材料的加工性能和力学性能，具有工艺简单、无污染、能耗小等优点。在使用离子液体作为纤维素溶剂的情况下，所用的离子液体溶剂合成方法简单、价格便宜、无毒无害，同时溶剂回收容易、安全性高。通过加入少量高聚合度纤维素组分，纤维素溶液的加工性能(成膜性和成纤性)显著优于低聚合度纤维素溶液，进一步得到的再生纤维素纤维或薄膜的强度显著优于以低聚合度纤维素原料制备的再生纤维素纤维或薄膜。

技术领域

本发明涉及一种改善低聚合度纤维素材料的加工性能和/或力学性能的方法，涉及天然高分子加工领域。

背景技术

随着全球性环境污染问题的日益加剧和石油能源的急剧耗竭，以天然可再生资源为原料的高分子材料的研究得到迅速发展。纤维素是地球上最为丰富的天然高分子，易得、可再生，同时具有廉价、可降解和对生态环境不产生污染等优点。目前纤维素基材料已广泛应用于塑料、纺织和造纸等传统工业，并在食品、化工、日用品、医药、建筑、油田化学与生物化学领域得到了重要应用。人们预计，在未来的日子里，纤维素材料将在改善生态环境、提高人类生活质量、发展新型材料等诸多方面扮演重要角色。

在生产加工过程中，为了保证再生纤维素材料的性能，纤维素制品通常采用高纯度和高聚合度的纤维素为原料进行制备，包括木浆粕、棉浆粕等聚合度在600～800的纤维素原料。为了得到性能更优异的再生纤维素制品还会使用更高聚合度的纤维素原料，包括高品质木浆粕、棉短绒等在内的聚合度在1000以上的纤维素原料。这些高聚合度的纤维素原料存在生产成本高、原料生长周期长等缺点。然而，在人们的生产生活中，还存在着大量价格低廉的低聚合度的纤维素，包括微晶纤维素(聚合度220)、植物秸秆中的纤维素(聚合度280)和废旧含棉纺织品中的纤维素(聚合度260)等。由于这些纤维素的聚合度偏低，导致以其为原料制得的再生纤维素材料性能偏低，这严重限制了低聚合度纤维素的使用。采取有效方法利用低聚合度纤维素原料具有重要的实用意义和经济价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种改善低聚合度纤维素材料的加工性能和/或力学性能的方法，即本发明通过将少量的高聚合度(聚合度通常大于1300)的纤维素原料与低聚合度的纤维素原料一起使用，可以显著提高所得纤维素溶液的加工性能(成膜性和成纤性)以及再生纤维素纤维或再生纤维素薄膜的力学性能，因此通过本发明可简单有效地由低聚合度纤维素原料制备高性能的再生纤维素材料。。

本发明所提供的改善低聚合度纤维素材料的加工性能和/或力学性能的方法，是将高聚合度纤维素原料和低聚合度纤维素原料的共混物作为原料制备所述低聚合度纤维素材料。

上述的方法中，所述高聚合度纤维素原料的聚合度(铜乙二胺法测定)可为1300～4000，具体可为1500～3500、1500、2400或3500；

所述高聚合度纤维素原料可为木浆粕、棉浆粕、竹浆粕、棉短绒和细菌纤维素原料中至少一种。

上述的方法中，所述低聚合度纤维素原料的聚合度(铜乙二胺法测定)可为150～300，具体可为220～280、220、260或280；

所述低聚合度纤维素原料可为微晶纤维素、植物秸秆制得的纤维素和废旧含棉纺织品制得的纤维素原料中至少一种。

上述的方法中，所述高聚合度纤维素原料与所述低聚合度纤维素原料的质量比可为1：4～8，具体可为1：4、1：5、1：7或1：8。

上述的方法中，将所述高聚合度纤维素原料和所述低聚合度纤维素原料粉碎后使用，效果更好。

上述的方法中，所述方法包括如下步骤：所述共混物溶于溶剂中经溶解得到纤维素溶液；