公开了一种温和、简单的制备木质素纳米颗粒分散体的方法。此外，公开了包含衍生和/或未衍生纳米颗粒分散体和水溶性和/或可水分散聚合物的木质素纳米颗粒‐聚合物复合物的组合物以及其制备方法。此外，公开了所述木质素纳米颗粒分散体、衍生木质素纳米颗粒分散体和/或木质素纳米颗粒‐聚合物复合物中至少一个的使用方法以使基材具有抗润洗性质，例如亲水性，或者用作可调节的纳米颗粒表面活性剂。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】公开了一种温和、简单的制备木质素纳米颗粒分散体的方法。此外，公开了包含衍生和/或未衍生纳米颗粒分散体和水溶性和/或可水分散聚合物的木质素纳米颗粒‐聚合物复合物的组合物以及其制备方法。此外，公开了所述木质素纳米颗粒分散体、衍生木质素纳米颗粒分散体和/或木质素纳米颗粒‐聚合物复合物中至少一个的使用方法以使基材具有抗润洗性质，例如亲水性，或者用作可调节的纳米颗粒表面活性剂。【专利说明】[00011 本申请要求美国临时申请号61/915，442根据35U.S.C. 119(e)的权益。其整体内容 在此引用作为参考。
技术介绍
1. 领域 在此公开和/或要求保护的专利技术工艺、步骤、方法、产品、结果和/或概念(下文中统 称为"在此公开和/或要求保护的专利技术概念"）通常涉及木质素纳米颗粒分散体和/或衍生的 木质素纳米颗粒分散体。更具体而言，但不以限制的方式，在此公开和/或要求保护的专利技术 概念涉及一种制备木质素纳米颗粒分散体的温和、简单的方法。在此公开和/或要求保护的 专利技术概念还通常涉及制备木质素纳米颗粒-聚合物复合物的分散体的组成及方法，所述分 散体包含可水分散的和/或水溶性聚合物和衍生和/或非衍生的木质素纳米颗粒的。 此外，在此公开和/或要求保护的专利技术概念通常涉及使用至少一种所述木质素纳 米颗粒分散体的方法，以使基材具有木质素纳米颗粒抗润洗(rinse)的吸附性。此外，在此 公开和/或要求保护的专利技术概念通常涉及使用至少一种所述木质素纳米颗粒分散体和/或 所述木质素纳米颗粒-聚合物复合物的分散体方法，以使表面具有抗润洗的亲水性质，或作 为纳米颗粒表面活性剂。 2. 背景 木质素是构成植物和某些藻类的次生细胞壁的一种复杂的化合物。木质素最普遍 地来源于木材，但其也衍生于其它来源如玉米秸杆、草、稻草、和其它非木质来源。因此，木 质素是一种仅次于纤维素的可再生材料的丰富来源。木质素的主要来源是产生包含木质 素、半纤维素、和其它从木材中分离纤维素后残留提取物的"液体"副产物的各种化学木浆 制浆工艺。近些年来比较流行的几种化学制浆工艺是硫酸工艺(通常称为"硫酸盐"工艺)和 亚硫酸盐工艺。然而，自从约1940以来，所述硫酸盐工艺已经成为主要的工艺。到2008年，硫 酸盐工艺占化学法生产木浆的约90%，全球范围内，每年生产约13亿吨的"黑色"液体。 直至最近，在来自木浆的液体(具体而言硫酸盐工艺中的"黑色"液体）中包含的木 质素还不能被有效提取，所述液体通常作为替代的燃料源而被焚烧。随着新型的由液体副 产物提取木质素的技术的问世，例如专门由所述硫酸盐工艺的"黑色"液体副产物中分离木 质素的 LignoBoost? 技术（Innventia AB)和LignoForce?技术（FP Innovations，Point_ Clair，PQ)，已经出现了由木质素开发增值产品的工业需要，以充分利用木质素作为原材 料。 先前试图使用木质素，特别是硫酸盐木质素用作增值产品，导致发现木质素可以 进行衍生的多种方式，从而提尚木质素的官能性。例如，Cui等人(2013)的"木质素聚合物： 部分 2"（"Lignin polymers :Part 2"），BioResources 8(1)，864_886,其整体在此引用作为 参考，公开了通过形成醚键来封住木质素的酚基以提高硫酸盐木质素的热稳定性，从而可 以在热塑材料中使用该木质素。 U. S. 3，956，261中也公开了木质素衍生物，其整体在此引用作为参考，其中针对具 体的工业应用，利用木质素酚基的醚化来对木质素增加官能团，如羧酸。如U.S.4,454,066 所述，其整体在此引用作为参考，通过醚化封住所述酚基还可以降低硫酸盐和亚硫酸盐木 浆工艺中所得木质素的黑色强度。木质素衍生的其它方法还包括在例如1].3.5,972,047和 U.S.5,989,299中所公开的使用甲醛的木质素的羟甲基化，这两个专利均在此整体引用作 为参考，以及如1].5.7,691，982中所公开的木质素的接枝聚合，其整体在此引用作为参考。 其它的木质素衍生方法还在J.Meister的塑料工程(Plastic Engineering)，"木质素的改 性"（"Modi fi cat ion of Lignin"），67-144页，卷60，聚合物改性：原理、技术、和应用 (Polymer Modif ication principles,Techniques,and Applications),John J.Meister 编(第一版，2000)中进行了综述，其整体在此引用作为参考。目前，这些木质素的衍生方法 需要大量处理或使用有机溶剂或有害化学品如甲醛、氧化乙烯、和其它氧化烯烃。 近些年，在纳米
已经有更多的兴趣，包括对木质素纳米颗粒也有了一些 兴趣。尽管已经在海洋中检测到了作为溶解铁的载体的木质素纳米颗粒，如Krachler等人 的Global Biogeochemical Cycles 26，GB3024/l-GB3024/9,（2012)所公开，其整体在此引 用作为参考，但像这些的天然形成的木质素颗粒很稀少并且对于常规应用而言在经济上不 可行。 纳米颗粒的物理和化学性质可通常归因于其纳米尺寸。近来，已经出现了获得木 质素纳米颗粒的方法，例如包括但不限于，基于使用超声和/或研磨机和/或抗溶剂（即产物 不溶于其中的溶剂)的方法和/或调节木质素强碱溶液的PH值的方法的物理方法，以及包括 诸如木质素羟甲基化和/或木质素磺化的化学方法。参见J. Gi Ica等人的"Obtaining Lignin Nanoparticles by Sonication."Ultrason.Sonochem.23，369-376页，（2015)〇 然而，木质素纳米颗粒通常是通过在剪切下降低溶液的pH值而由具有或不具有机 溶剂的木质素水溶液中得到，例如如C.Frangville的Chem.Phys.Chem 13，4235页，（2012) 和专利CN103275331A中所公开，二者的全文在此都以文献的方式并入此文。此外，超临界二 氧化碳也已经被用作抗溶剂以从木质素的丙酮或二氧六环溶液中获得木质素纳米颗粒，例 如如Lu等人在Food Chemistry，135，ρ·63(2012)和专利公开CN102002165A中所描述的，二 者均整体在此引用作为参考。交联剂，如醛类，也已经用于木质素纳米颗粒的改性，如专利 CN103254452中所公开。此外，通过在水中的化学衍生而由不溶于水的硫酸盐木质素直接获 得了木质素纳米颗粒分散体，例如如1].3.4,957,557所例证的，其整体在此引用作为参考。 然而，这些水中化学衍生的方法，包括U. S. 4，957，557所公开的那些，需要使用有害化合物 如甲醛以在水中制备基于木质素基的纳米颗粒。 然而，如上所建议，现有技术所公开的制备木质素纳米颗粒及其分散体的方法通 常缺少使木质素成为低成本原料来源而所需的效率，而且由于需要使用有机溶剂诸如二氧 六环和/或需要加压的工艺部件而造成安全和环境风险。此外，现有技术所公开的方法通常 产生含有有机溶剂杂质的纳米颗粒分散体，其需要进一步处本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备含水木质素纳米颗粒分散体的方法，其包括如下步骤：‐混合(a)碱，其中所述碱不是无机二价碱，(b)木质素，和(c)水，以形成包含约1‐约70wt％木质素的木质素组合物，和‐在混合时将所述木质素组合物加热，以形成稳定的木质素纳米颗粒分散体。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：L·Z·刘，J·C·加斯特，K·J·博托夫，
申请(专利权)人：索理思科技公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH
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