[发明专利]一种乙酰化木质纤维素的制备方法

说明书

本发明提供了一种乙酰化木质纤维的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)使用碱性盐溶液浸渍木质纤维原料，固液分离后对固体进行洗涤，得到浸渍液与浸渍料；(2)混合冰醋酸溶液与步骤(1)所得浸渍料，在分子筛固体酸催化剂的作用下进行乙酰化反应，得到乙酰化木质纤维。本发明提供的乙酰化木质纤维的制备方法能够提高木质纤维中乙酰基含量，使乙酰基取代度达0.8，有利于乙酰化木质纤维的后续利用，且所述方法操作简单，有机溶剂的消耗量低。

技术领域

本发明属于生物质利用技术领域，涉及一种功能纤维素的处理方法，尤其涉及一种乙酰化木质纤维素的制备方法。

背景技术

我国是纤维生产大国，年产量达到4900万吨以上，生产的纤维种类包括涤纶、锦纶、腈纶以及纤维素纤维等。纤维应用领域广泛，常应用于防治、医学、电气、土木工程等方面，影响着日常生活的方方面面。

纤维的应用领域除了日常生活外，部分经过特殊处理加工的特种纤维可应用于更为尖端的领域。特种纤维是采用高新技术制成的，具有特殊的物理化学结构、性能和用途，或具有特殊功能的化学纤维。其种类主要包括高性能纤维、高功能性纤维和高感性纤维。

木质纤维材料是指组分中包括纤维素、半纤维素和木质素等成分的材料，结构中含有大量的羟基，亲水能力强，容易吸水，因而不利于推广应用，例如容易吸水的木材纤维，容易发生热胀冷缩导致木块变形、开裂并滋生细菌；而且，木材纤维的结构中含有较多的羟基、亲水能力强，因此与树脂的相容性不好，最终影响材料的性能。因此，对木质纤维进行改性，减少其结构中的羟基数量，降低其吸水性，增强其抗菌性和树脂相容性，有利于木质纤维的推广应用。

木质纤维材料发生酰化反应时，其结构中的羟基被乙酰基取代，由于乙酰基不具有亲水性，因此酰化改性后，木质纤维材料的亲水性和吸水能力降低。同时，由于乙酰基体积大于氢原子，酰化改性后，木质纤维材料中的细胞壁和细胞壁之间的孔道会被大体积乙酰基堵塞，从而阻止水分子渗透到木质纤维材料中，显著降低木质纤维材料的吸水能力。

CN 102802894A公开了酯化木质纤维素材料及其制造方法，所述方法包括：用包含乙酸酐的浸渍液浸渍固体木材，使用该浸渍的固体木材与热蒸汽接触以加热该浸渍的固体木材已形成乙酰化的固体木材，所用蒸汽包括选自乙酸酐或乙酸的乙酰化合物，该方法虽然能够对木材进行乙酰化改性，但即使用含乙酸酐的溶液，又使用了含有乙酸酐的蒸汽，有机溶剂消耗量大，不利于节能环保。

CN 102964605A公开了一种木质纤维素类生物质的酯化改性方法，所述方法包括：先对木质纤维类生物质进行干燥和粉碎预处理；然后进行预球磨；接着加入酯化试剂，继续球磨进行酯化改性反应；反应结束后将产物洗涤、干燥，记得到木质纤维类生物质的酯化改性产物。但球磨对木质纤维生物质的形貌影响较大。

CN 105367667A公开了一种同时制备不同外形特征乙酰化木质纤维材料的方法，该方法利用了以隔板间隔且上下互通的两个容器，将较粗大木质纤维材料放置在第一容器中，添加液体乙酸酐直至木质纤维材料被浸没；将较细小木质纤维材料放在第二容器中，加入第一容器使木质纤维材料与液体乙酸酐发生酰化反应，沸腾产生的气体乙酸酐通过中间隔板的小孔扩散，与第二容器中的木质纤维材料发生酰化反应。该方法同样需要较多的液体乙酸酐，且大量的乙酸酐蒸汽溶液造成空气污染，不利于节能环保。

对此，提供一种提高木质纤维乙酰基取代度的方法，使该方法有机溶剂消耗量低，且操作简便，对于降低木质纤维乙酰化的成本，降低木质纤维乙酰化对环境的污染程度，具有积极的意义。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种乙酰化木质纤维的制备方法，所述制备方法工艺简单，操作方便，能够使纤维乙酰基取代度达到0.8，使制备得到的乙酰化木质纤维更简单地用于后续应用。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：