專利名稱：纖維素膜制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種纖維素膜的制備方法。
植物纖維素是地球上最豐富的可再生資源，屬環(huán)境友好材料，充分利用纖維素不僅可以保護(hù)環(huán)境，而且可以節(jié)省有限的石油資源。纖維素除少量用于衍生化后制成膜外，迄今主要工業(yè)化的仍是粘膠法生產(chǎn)人造絲和玻璃紙，但生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量CS2而嚴(yán)重污染環(huán)境。此外，用銅氨法生產(chǎn)纖維素絲和無(wú)紡布在日本旭化成公司已有近50年歷史。但溶劑回收和循環(huán)利用的設(shè)備和費(fèi)用較昂貴。N-甲基-N-嗎啉氧化物是迄今為止最強(qiáng)的纖維素溶劑，用它制備的少量纖維素產(chǎn)品已進(jìn)入市場(chǎng)，如奧地利的商品Lyocell(1990年)和英國(guó)的商品Tencel(1989年)。但由于其價(jià)格昂貴、紡絲溫度較高，工業(yè)化生產(chǎn)發(fā)展緩慢。NaOH水溶液(K.Kamide,etal,Japan Patent 1777283,1983)是溶解纖維素最便宜的溶劑。日本旭化成公司將蒸爆后的纖維素(其分子間氫鍵被破壞到一定程度)于4℃左右時(shí)溶解在7～9wt％的NaOH水溶液中，噴絲后經(jīng)20～70％H2SO4水溶液再生成產(chǎn)品(SEN’I GAKKAISHI,52,7,1996)。但這一溶劑僅能溶解粘均分子量Mη小于4×104的纖維素分子，而且所制得纖維絲透明度和強(qiáng)度較低，不適合工業(yè)化紡絲或流延法制膜。
本發(fā)明的目的是提供一種纖維素膜的制備方法，該方法中采用無(wú)污染、成本低、能溶解粘均分子量較大纖維素的混合溶劑，制備的再生纖維素膜應(yīng)具良好的透光性和力學(xué)性能。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的方案如下一種制備纖維素膜的方法，將纖維素溶解在溶劑中，充分?jǐn)嚢瑁频美w維素溶液，再將纖維素溶液在板上刮膜，用凝固劑凝固后洗凈干燥即得再生纖維素膜。纖維素溶解時(shí)的溫度為0～10℃，所用的溶劑為含4～8％(重量百分比)氫氧化鈉和2～8％尿素的混合水溶液。制成的混合溶劑可于冰箱中保存?zhèn)溆谩Ｔ?～10℃時(shí)，該混合溶劑對(duì)粘均分子量Mη小于8.5×104的天然纖維素漿和Mη小于12×104再生纖維素以及蒸爆后的木漿纖維素具有最佳溶解性。
將天然纖維素(Mη＜8.5×104)或再生纖維素以及蒸爆后的木漿纖維素(Mη＜12×104)分散在上述混合溶劑中，于冰水浴中攪拌5分鐘，然后冷凍(0～10℃)30分鐘至12小時(shí)。取出后于室溫下充分?jǐn)嚢?，即制得透明的纖維素溶液。將上述透明的纖維素溶液進(jìn)行過(guò)濾、脫氣后用流延法在玻璃板上刮膜。將此膜用5wt％CaCl2的水溶液處理1～10分鐘，水洗后浸入1～2wt％HCl水溶液中1～5分鐘，洗凈干燥即得再生纖維素膜。用作凝固劑的體系還有5wt％CaCl2/1～2wt％HCl混合水溶液、1～2wt％HCl水溶液、1-2mol/L醋酸水溶液等。
本發(fā)明以氫氧化鈉/尿素水溶液作溶劑，價(jià)格便宜，操作簡(jiǎn)單方便，無(wú)污染，廢液可用于化肥生產(chǎn)。該混合溶劑對(duì)粘均分子量較大的纖維素(棉短絨漿、草纖維漿、甘蔗渣漿、木漿和纖維素?zé)o紡布以及蒸爆纖維素漿等)有著較大的溶解性，尤其是對(duì)于蒸汽爆破后的木漿纖維素和再生纖維素。制備的再生纖維素膜透光性好、具優(yōu)良的力學(xué)性能和生物可降解性，可望取代目前的粘膠法生產(chǎn)玻璃紙和人造絲的配方和工藝，并在保育、覆蓋、包裝及分離材料上有著廣泛的應(yīng)用前景。方法中所用的凝固劑為CaCl2水溶液、HCl水溶液或醋酸水溶液，價(jià)格便宜、生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單、方便、無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)污染、安全性高。
以下結(jié)合具體的實(shí)例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明
權(quán)利要求
1．一種制備纖維素膜的方法，將纖維素溶解在溶劑中，充分?jǐn)嚢?，制得纖維素溶液，再將纖維素溶液在板上刮膜，用凝固劑凝固后洗凈干燥即制得再生纖維素膜，其特征在于纖維素溶解時(shí)的溫度為0～10℃，所用的溶劑為4～8％的氫氧化鈉和2～8％的尿素組成的混合水溶液。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的纖維素為粘均分子量Mη小于8.5×104的天然纖維素漿、Mη小于12×104再生纖維素或蒸爆后的木漿纖維素。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所用的凝固劑為CaCl2水溶液、HCl水溶液或醋酸水溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種纖維素膜的制備方法。方法中采用4～8%氫氧化鈉/2～8%尿素混合水溶液為溶劑,在0～10℃下溶解纖維素,所用凝固劑為CaCl
文檔編號(hào)C08L1/00GK1318582SQ0011448
公開(kāi)日2001年10月24日 申請(qǐng)日期2000年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月17日
發(fā)明者張俐娜, 周金平, 阮東 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)