[发明专利]一种纤维素硫酸酯的简便合成工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维素硫酸酯的简便通用合成工艺，属纤维素改性及应用的技术领域。

背景技术

纤维素是分布最广、储量和产生量最大的可再生资源，自然界每年通过光合作用合成的纤维素达1.5＊10¹²吨，但只有2.5％得到利用。纤维素具有可生物降解性、生物相容性和可衍生化等特点，纤维素功能化产品在能源、材料、化工、农业等领域有着广泛的应用。纤维素大分子的高结晶度导致其难溶难熔，影响了其加工性能、机械性能和使用性能，制约了其作为基础原材料的开发和利用。因此通过纤维素的衍生化，改善其水溶性和油溶性，可以更好的开发丰富的纤维素资源，以期解决后石油时代的原材料保障问题。

纤维素硫酸酯化是指纤维素结构中的羟基部分或者完全被硫酸酯基取代得到硫酸酯多糖。纤维素硫酸酯不仅继承了纤维素的高分子特性，还继承了磺酸基的水溶性，同时还具备假流体特性和抗剪切性能、负电性、悬浮稳定性、成膜性能等一系列性质和功能。目前，纤维素硫酸酯在涂料工业、石油和天然气的钻探工程、食品、化妆品、洗涤用品、胶囊膜的缓释材料等领域有着广泛的应用前景，同时研究表明纤维素硫酸酯也具有避孕、抗菌、抗病毒、抗凝血性等药效。因此，纤维素硫酸酯是具有开发潜力和应用前景的重要纤维素衍生物。

虽然纤维素硫酸酯合成工艺研究时间早，方法众多。其实验室制备方法有多种，主要包括：浓硫酸、浓硫酸/醇非均相酯化的方法但均存在酯化收率低、碳化严重、纤维易水解、副产物多、分离纯化困难等问题；用改进的DMF/DMSO/离子液体中用三氧化硫直接酯化或用吡啶做缚酸剂酯化均存在溶剂难脱尽、回收套用成本高、产品毒性大等致命问题，难过经济和环保关。因此，虽有小批量工业化产品，但至今尚无具备经济技术可行性的工业应用的技术和产品销售。因此开发质优价廉、绿色环保的纤维素的硫酸酯化的通用工艺方法极具价值。

我们经过多年的探索终于开发出一种利用SO₃作为酯化试剂，利用容易脱尽的非质子溶剂作为分散剂的酯化方法，该方法很好的克服了现有方法存在的问题，具有产品品质好、得率高、生产成本低、工艺简便、经济环保，既可适用于各种分子量的纤维原料，也可适用于本色浆、秸秆粉等含有纤维素及木质素等其它生物大分子的混合原料，可根据需要得到较高取代度的纤维素硫酸酯产品及衍生物。可以根据农林、食品、化妆品、涂料、材料等领域的不同需要，大规模、低成本的生产。该工艺技术具有投资少、生产成本低、原料丰富、产品用途广、经济环保和生态效益显著、是一项具有经济性、先进性、实用性的重大发明成果。

发明内容