[发明专利]纤维素醚及其制备方法

说明书

发明领域

本发明涉及纤维素醚以及由丝光化并回收的纤维素纸浆制备纤维素醚的方法。本发明还涉及：根据丝光化并回收的纤维素纸浆制备具有增加松密度的纤维素絮凝物的方法。

发明背景

纤维素醚在增稠剂(例如食品添加剂)，粘结剂(例如大漆和其它色漆)，粘合剂，印刷基墨，悬浮液稳定剂，热塑性材料，保护胶体，乳液稳定剂，整理组合物(例如用于纺织物)，涂布组合物(例如用于纸张和纸产品)，塑料片材(例如用于包装或纺织物)，以及成膜剂方面有着广泛的用途。例如，参见：聚合物科学和工程百科全书(第2版，1985年，John Wiley & Sons，New York)，用于复合材料的微孔材料(Cellualr Materials to Composites)(第3卷，“纤维素醚”一章，第226-269页)。这些应用中的许多得益于纤维素醚(例如采油流体)相对高的粘度。在本发明之前，纤维素醚的溶液粘度主要通过通过用于制备纤维素醚的纤维素浆的聚合度(DP)或粘度而增加，或者通过在浆料研磨期间保护DP或粘度不降低和在纤维素醚制备期间进行的其它处理办法而增加。

例如，如果希望纤维素醚具有特定的溶液粘度，那么首先确定适当的纤维素浆的粘度并选择具有该粘度的纤维素浆。该原料的选择策略也被醚的生产者采用，从而通过使用更高密度的纤维素絮凝物而增加生产量。

通常，通过用碱化剂如氢氧化钠使纤维素碱化，以形成碱纤维素；然后使碱纤维素醚化而生产出纤维素醚。例如，参见：US2,067,946；2,636,879；4,063,018；4,250,305；4,339,573；和4,547,570。在碱化之前，可以将纤维素浆缩短或研磨成纤维素絮凝物。例如，参见：US2,067,946；2,636,879；和4,339,573。

Edelman等人的US4,941,943披露了一种用于制备羧甲基纤维素的预处理方法。该预处理方法包括：将纤维素冲浆成约5-15％的稠度以形成纤维悬浮液，将纤维悬浮液浓缩至约25-35％的稠度以形成浆料，然后使该浆料均匀化。在纤维悬浮液浓缩之后，使该浆料丝光化以形成活性纤维素(或碱纤维素)。丝光化步骤可以在均匀化步骤之前、之后、或逆流进行。在预处理过程之后，使活性纤维素醚化成羧甲基纤维素钠。

Orii等人的US4,292,426披露了羟丙基纤维素的制备方法。该方法需要使纤维素溶胀，从溶胀的纤维素中排出过量的氢氧化钠溶液，从而形成水合纤维素；并通过用氢氧化钠水溶液对水合纤维素的洗涤和干燥而得到碱纤维素。对碱纤维素进行洗涤以便降低水合纤维素的碱含量。最终的碱纤维素，其氢氧化钠与纤维素的比率从0.05至0.16，水对纤维素的比率从0.2至0.5。该方法另外还包括：使碱纤维素与氧化丙烯反应，直至摩尔取代度在1和2之间为止；对于原料碱纤维素中每份纤维素，添加0.2-0.7份水；并继续进行醚化反应，直至摩尔取代度大于2.5为止。

Bredereck等人的US4,491,661披露了一种水溶性纤维素醚的制备方法，包括：利用氨水使纤维素活化，在氨水存在下利用碱化剂使活性纤维素碱化，在碱化剂存在下从碱化纤维素中除去氨水，并在有机溶剂存在下利用醚化剂使碱纤维素醚化。当借助液氨使纤维素活化时，将形成结晶纤维素III。正如本领域熟知的那样，结晶纤维素III与其它结晶纤维素结构，如结晶纤维素II相比，具有明显不同的结构和性能。例如，参见：上述Rydholm；以及上述Ott，Spurlin和Grafflin所述。

Laskowksi等人的DDR146,462披露了一种取代度低于0.5的低取代、水溶性羧甲基纤维素的制备方法。该方法包括：利用液氨使纤维素活化，蒸发掉氨，利用氢氧化钠使活性纤维素碱化，并使碱化的纤维素羧甲基化。

Dautzenberg等人的DDR148,342披露了一种具有增加溶液粘度的羧甲基纤维素的制备方法。该方法包括：利用液氨使纤维素活化，使活性纤维素碱化，并使碱化的纤维素羧甲基化。

目前，需要一种增加生产量的纤维素醚的制备方法，并且其中纤维素醚的溶液粘度可以通过处理条件进行控制，而不只是原料的粘度。另外，还需要一种纤维素絮凝物的制备方法，该方法将增加每数均絮凝物长度的松密度。

发明概要

本发明发现，由纤维素浆制得的纤维素醚的溶液流变性，在该纤维素醚制备之前通过使纤维素浆的丝光化并回收而改变。例如，由丝光化并回收的纤维素浆生产的羧甲基纤维素(CMC)的溶液粘度将明显大于由非丝光化纤维素浆生产的羧甲基纤维素(CMC)的溶液粘度。