离子液体直接溶剂法纤维素膜实现绿色合成

发布时间:2014年06月23日

来源:中国石油化工网

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      传统粘胶法纤维素膜生产工艺将被一项名为离子液体直接溶剂法的绿色清洁新工艺所取代。上周,由中科院化学研究所和潍坊恒联玻璃纸有限公司合作开发的绿色纤维素膜清洁生产新工艺在北京通过鉴定。专家认为,由我国科研人员首创的离子液体直接溶剂法纤维素膜新工艺符合绿色化学和清洁生产的发展要求,具有显著的节能和环保特点,其综合技术水平国际领先。

  研发团队在离子液体低成本合成、纤维素溶液的批量制备与输送、制膜以及溶剂回收等一系列关键技术与设备研制方面取得重要突破,并在千吨级工业生产线上成功试车。采用新工艺生产的纤维素膜拉伸强度比现有产品提高一倍以上,常温自然条件下埋入土壤30天即可完全降解,可有效解决“白色污染”这一世界环保难题。

  传统粘胶法制备纤维素膜工艺使用烧碱、二硫化碳、硫酸和液氯等有毒或强腐蚀性的化学品,新工艺仅使用离子液体和水,通过系列化工分离过程,工艺过程中产生的离子液体和水均能有效回收和再利用,无废水和废气排放。另外,新工艺和粘胶工艺相比生产周期缩短95%,节能减排效果明显。

  据介绍,纤维素是自然界储量最丰富的天然高分子,每年自然界产生的纤维素量超过千亿吨。作为一类天然、非食用生物质资源,纤维素被认为是人类未来化学、化工的主要原料。但纤维素不熔化、难溶解,工业加工纤维素采用的是多步骤、复杂的粘胶工艺。该工艺复杂冗长,条件难以控制,能耗大,所用化学品种类多、毒性和腐蚀性强、消耗量大,且生产过程中产生大量有毒废气和酸度大、难治理废水。因此开发纤维素薄膜的高效绿色制备新技术具有重要的经济和社会意义。

  在国家自然基金委、科技部和中科院的支持下,化学所工程塑料院重点实验室在纤维素材料绿色加工与功能化的新方法与新技术方面进行了系统深入的研究并取得重要进展:发明了可高效溶解纤维素的离子液体新溶剂体系,发展了利用离子液体制备纤维素材料和功能化材料的新方法。相关基础研究获得了北京市自然科学一等奖,研究成果还具有很好的产业化前景。

  2011年,中科院化学所和国内最大的纤维素薄膜生产企业——潍坊恒联玻璃纸有限公司签署合作协议,共同开发基于离子液体的纤维素膜清洁生产新工艺的产业化技术。