[发明专利]一种三元低共熔溶剂体系磺化改性纤维素的方法

说明书

本发明提供了一种三元低共熔溶剂体系磺化改性纤维素的方法，将氨基磺酸、尿素及氯化胆碱制备成三元低共熔溶剂，将纤维素加入至三元低共熔溶剂中进行反应。本发明方法中将低共熔溶剂与磺化改性相结合，是一种磺化效果显著的纤维素改性方法，同时实现了改性剂循环使用极大的降低了生产成本。本方法操作简单，适宜于规模化的生产。这为纤维素的高值化利用提供新思路和新方法，为获得改性纤维素制备提供了新方法。

技术领域

本发明属于纤维素、低共熔溶剂领域，涉及一种三元低共熔溶剂体系磺化改性纤维素的方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

纤维素的分子式为(C₆H₁₀O₅)_n，是由D-吡喃式葡萄糖单元通过β(1→4)糖苷键连接而成的天然聚合物。天然纤维素的结构特点是在它的分子间和分子内存在着很多氢键并具有较高的结晶度，因而纤维素一般不溶于有机溶剂和水。同时还有不耐化学腐蚀等缺点，导致了其在应用过程中受到了许多的限制。纤维素丰富的羟基，因此可以利用羟基的活性在一定条件下进行纤维素的氧化、酯化、醚化反应。经过氧化、酯化、醚化等反应后可以在葡萄糖基环上引入很多其他结构的基团，导致了纤维素性能的变化。将天然纤维素进行改性处理可以对纤维素进行充分的利用，对未来能源的发展具有重要的意义。

已经有研究者尝试了多种方法来实制备改性纤维素，如羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素等。但发明人研究发现，这些改性方式过程烦琐且化学改性剂无法循环使用，不仅造成了资源的浪费，同时还会因废液处理增加成本。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种三元低共熔溶剂体系磺化改性纤维素的方法，能够使低共熔溶剂与磺化改性相结合，纤维素磺化效果显著，同时实现了改性剂循环使用，极大的降低了生产成本。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一方面，一种三元低共熔溶剂体系，由氨基磺酸、尿素及氯化胆碱制备成三元低共熔溶剂。

另一方面，一种上述三元低共熔溶剂体系在磺化改性纤维素中的应用。

本发明提供的三元低共熔溶剂体系中，氨基磺酸-尿素-氯化胆碱三者间可通过强氢键作用在低温下互溶形成稳定体系。加入纤维素后，一方面体系可减弱纤维内氢键的相互作用力，实现纤维的润胀，另一方面可以与纤维上官能团反应实现改性的目的。

第三方面，一种三元低共熔溶剂体系磺化改性纤维素的方法，将氨基磺酸、尿素及氯化胆碱制备成三元低共熔溶剂，将纤维素加入至三元低共熔溶剂中进行反应。

本发明采用利用三元低共熔溶剂能够在室温下直接对纤维素进行磺化改性。反应条件温和，磺化效果较好。

第四方面，一种改性纤维素，由上述方法制备获得。

第五方面，一种上述改性纤维素在污水处理、造纸、食品、印刷、化妆品、油井钻探或杂化材料领域中的应用。

本发明的有益效果为：

(1)本发明采用氨基磺酸、尿素及氯化胆碱配制三元DES体系，配制的DES的温度低，时间短。

(2)本发明采用氨基磺酸、尿素及氯化胆碱配制三元DES体系磺化改性纤维素，磺化效果好，且DES可回收循环利用。

(3)本发明中的三元DES体系中的氨基磺酸能够在磺化改性过程中提供磺酸基团，成本低且作用效果好。

(4)本发明提供的改性方法简单、成本低、具有普适性，易于规模化生产。

附图说明