【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种溶解纤维素的方法以应用，特别是一种利用有机碱-cos-有机溶剂溶解体系溶解纤维素的方法及纤维素溶液的应用。
技术介绍
1、高分子材料作为推动人类文明发展的重要材料之一，在人类近代文明发展的过程中起到了十分重要的作用。但传统的高分子材料大多是从石油中提炼获得，其大规模的使用不仅带来了不可再生资源的极大消耗，还对环境造成了不小的压力。以植物为原料制备可持续高分子新材料的研究备受关注。
2、纤维素是植物细胞壁的主要组成成分，是自然界中取之不尽、用之不竭的生物可再生资源，由于其同时具有可再生、廉价、可生物降解性、纤维表面改性容易、机械性能好和低密度等特点，因此，利用纤维素的天然高分子骨架构筑绿色高分子新材料来推动人类社会的可持续发展具有十分重要的意义。
3、而纤维素在构筑绿色高分子新材料的应用中，将其溶解从而获得纤维素溶液，是十分必要的前提手段。但由于纤维素的结构中存在大量的分之间与分子内的氢键，因此，纤维素既不能进行熔融加工，也不溶于水以及传统的有机溶剂中。因此，研究和开发纤维素溶解体系吸引了大量科研人员的关注。
4、在纤维素传统的溶解方法中，主要包括黏胶法、铜氨法、镉/乙二胺溶液、氯化锂/二甲基乙酰胺法、4-甲基吗啉-n-氧化物(nmmo)、naoh/cs2和氨基甲酸酯溶剂法等。此外，近年来的研究结果显示，纤维素在新型离子液体、氢氧化钠/尿素水溶液和co2基可逆溶剂体系中也具有良好的溶解效果。
5、但是，这些传统的纤维素溶解方法在实际应用时仍存在一定的问题，例如：离子
6、基于此，研究并开发不同的纤维素溶解方法，从而降低其溶解成本、简化溶解工艺、提高溶解稳定性、便于后续应用以及扩展其功能性，对于进一步扩展纤维素在高分子新材料领域的应用来说具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种纤维素溶液的制备方法及纤维素溶液的应用。本专利技术的纤维素溶解方法具有工艺简单、成本低廉、后处理容易、溶解稳定性好、溶解体系粘度低以及后续应用方便的特点；此外，本专利技术纤维素溶液在后续衍生化应用过程中无需经过硫醇反应即能获得含硫纤维素衍生物功能材料，可用于废水处理、生物医药、电子工业和涂料工业等领域，这一方法对于推动纤维素的衍生化应用具有十分重要的意义。
2、本专利技术的技术方案之一：
3、提供一种纤维素溶液的制备方法，是以有机碱、cos和有机溶剂的混合物作为溶解体系，来对纤维素进行溶解。
4、优选地，前述的纤维素溶液的制备方法，所述方法包括如下步骤：
5、(1)将纤维素、有机碱和有机溶剂混合，得混合料；
6、(2)将所述混合料置于反应釜中，充入cos气体后密闭；
7、(3)对所述密闭后的反应釜加热，使其中的混合料反应，反应结束后得纤维素溶液。
8、优选地，前述的纤维素溶液的制备方法，所述纤维素为微晶纤维素、棉花、木浆粕、竹子浆粕或秸秆纤维素中的一种或是任意几种的组合。
9、优选地，前述的纤维素溶液的制备方法，所述纤维素具有如下化学结构通式：
10、
11、其中50﹤n-4﹤1000。
12、优选地，前述的纤维素溶液的制备方法，所述有机碱为如下结构中的任一种：
13、
14、其中：r为独立的h、甲基或乙基；r1为独立的h或-ch3；r2、r3、r4和r5为独立的h或c原子数为1-6的烷基。
15、优选地，前述的纤维素溶液的制备方法，所述有机溶剂为二甲基亚砜、n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基咪唑啉酮、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二乙基乙酰胺或n,n-二甲基丙烯基脲中的一种或任意几种的混合物。
16、优选地，前述的纤维素溶液的制备方法，步骤(1)所述混合料中，纤维素的质量浓度为1-20％，有机碱的质量浓度为0.5-30％，余量为有机溶剂。
17、优选地，前述的纤维素溶液的制备方法，步骤(2)所述的密闭的反应釜中，cos气体的压力为0.2-5mpa。
18、优选地，前述的纤维素溶液的制备方法，步骤(3)所述加热的终温为30-70℃，反应时间为2-6h。
19、本专利技术的技术方案之二：
20、提供一种纤维素溶液，根据前述的方法制备获得。
21、本专利技术的技术方案之三：
22、提供一种含硫纤维素功能材料，是以前述的纤维素溶液和丙烯酸酯类化合物为原料制备而成，其中所述丙烯酸酯类化合物为如下化合物中的任一种：
23、
24、其中：r为独立的-ch3或c原子数为1-6的烷基。
25、优选地，前述的含硫纤维素功能材料，其制备方法是向所述纤维素溶液中加入丙烯酸酯类化合物，在25-35℃反应1-3h，然后将反应产物加入无水乙醇中，搅拌获得沉淀物，最后将沉淀物滤出后先用乙醇洗涤，然后再烘干，得溶液中重金属离子吸附剂。
26、优选地，前述的含硫纤维素功能材料，所述纤维素溶液中加入丙烯酸酯类化合物时，纤维素溶液中的葡萄糖单元与丙烯酸酯类化合物中的c＝c键的摩尔比为1:1-3。
27、本专利技术的技术方案之四：
28、提供一种前述的含硫纤维素功能材料在废水处理、生物医药、电子工业和涂料工业领域的应用。
29、本专利技术的有益效果：
30、1、本专利技术的纤维素溶解方法所采用的溶解体系为有机碱、cos和有机溶剂混合体系，该体系区别于现有的纤维素溶解体系，是一种全新的溶解体系。
31、2、本专利技术的纤维素溶解方法所采用的溶解体系成本低廉，工艺简单，且后处理容易，在推动本专利技术溶解体系的工业化应用方面存在天然优势。
32、3、本专利技术的纤维素溶解方法所采用的溶解体系在实际应用时，获得的纤维素溶液更稳定，工业化应用更省心。
33、4、本专利技术的溶解方法获得的纤维素溶液粘度更低，在后续的多组分反应中有利于加快原料的扩散速度，缩短反应时间。
34、5、本专利技术的溶解方法获得的纤维素溶液与丙烯酸酯类化合物进行串联反应制备的含硫纤维素功能材料，可用于废水处理、生物医药、电子工业和涂料工业领域，这一方法对于推动本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种纤维素溶液的制备方法，其特征在于：是以有机碱、COS和有机溶剂的混合物作为溶解体系，来对纤维素进行溶解。
2.根据权利要求1所述的纤维素溶液的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
3.根据权利要求1或2所述的纤维素溶液的制备方法，其特征在于：所述纤维素为微晶纤维素、棉花、木浆粕、竹子浆粕或秸秆纤维素中的一种或是任意几种的组合；
4.根据权利要求2所述的纤维素溶液的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述混合料中，纤维素的质量浓度为1-20％，有机碱的质量浓度为0.5-30％，余量为有机溶剂。
5.根据权利要求2所述的纤维素溶液的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的密闭的反应釜中，COS气体的压力为0.2-5MPa。
6.根据权利要求2所述的纤维素溶液的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述加热的终温为30-70℃，反应时间为2-6h。
7.一种含硫纤维素功能材料，其特征在于：是以权利要求1-6任一项所述的方法制备获得的纤维素溶液和丙烯酸酯类化合物为原料制备而成，其中所述丙烯酸酯类化合物为如下化合物
8.根据权利要求7所述的含硫纤维素功能材料，其特征在于：其制备方法是向所述纤维素溶液中加入丙烯酸酯类化合物，在25-35℃反应1-3h，然后将反应产物加入无水乙醇中，搅拌获得沉淀物，最后将沉淀物滤出后先用乙醇洗涤，然后再烘干，得溶液中重金属离子吸附剂。
9.根据权利要求8所述的含硫纤维素功能材料，其特征在于：所述纤维素溶液中加入丙烯酸酯类化合物时，纤维素溶液中的葡萄糖单元与丙烯酸酯类化合物中的C＝C键的摩尔比为1:1-3。
10.一种根据权利要求7-9任一项所述的含硫纤维素功能材料在废水处理、生物医药、电子工业和涂料工业领域的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种纤维素溶液的制备方法，其特征在于：是以有机碱、cos和有机溶剂的混合物作为溶解体系，来对纤维素进行溶解。
2.根据权利要求1所述的纤维素溶液的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
3.根据权利要求1或2所述的纤维素溶液的制备方法，其特征在于：所述纤维素为微晶纤维素、棉花、木浆粕、竹子浆粕或秸秆纤维素中的一种或是任意几种的组合；
4.根据权利要求2所述的纤维素溶液的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述混合料中，纤维素的质量浓度为1-20％，有机碱的质量浓度为0.5-30％，余量为有机溶剂。
5.根据权利要求2所述的纤维素溶液的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的密闭的反应釜中，cos气体的压力为0.2-5mpa。
6.根据权利要求2所述的纤维素溶液的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述加热的终温为30-70...
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