СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ИЛИ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

1. Способ получения микрокристаллической или нанокристаллической целлюлозы из первичной целлюлозы, содержащей аморфную и кристаллическую фазы целлюлозы, включающий следующие стадии:
2
2
(A) приведение первичной целлюлозы в контакт с первым растворителем, характеризующееся тем, что первый растворитель представляет собой водный раствор, содержащий 40-65 мас.% ZnCl в воде относительно общей массы ZnCl и воды, при этом количество первичной целлюлозы предпочтительно составляет от 1 до 10 мас.% от количества первого растворителя,
(B) растворение аморфной фазы целлюлозы, при котором аморфная фаза целлюлозы растворяется более преимущественно, чем кристаллическая фаза целлюлозы,
где температура на стадиях А и В ниже 80°С,
(C) отделение растворенной аморфной целлюлозы от кристаллической целлюлозы,
где кристаллическая целлюлоза, полученная на стадии В, содержит целлюлозу со структурой I типа по РДА.
2. Способ по п. 1, где температура на стадиях А и В ниже 70°С, более предпочтительно ниже 60°С или даже 50°С.
2
3. Способ по п. 1 или 2, где первый растворитель не содержит протонную кислоту и предпочтительно содержит акцептор протонов, предпочтительно ZnO или Zn(OH).
2
4. Способ по п. 3, где первый растворитель не содержит протонную кислоту и содержит акцептор протонов, предпочтительно ZnO или Zn(OH).
5. Способ по любому из пп. 1-4, где кристаллическая целлюлоза, полученная на стадии В или С, обладает более высокой кристалличностью по РДА, чем материал первичной целлюлозы, где кристалличность по РДА полученной кристаллической целлюлозы предпочтительно по меньшей мере на 5%, предпочтительно по меньшей мере на 10% выше, чем первичной целлюлозы и предпочтительно кристалличность по РДА полученной кристаллической целлюлозы составляет по меньшей мере 85%, предпочтительно по меньшей мере 90%.
6. Способ по любому из пп. 1-5, дополнительно включающий стадию Е, где к растворенной аморфной целлюлозе, полученной на стадии С, добавляют коагулирующий агент для осаждения аморфной целлюлозы и предпочтительно отделяют осажденную аморфную целлюлозу, где предпочтительно антирастворитель представляет собой один или более антирастворитель, выбранный из группы, состоящей из С1-С8 спиртов, кетонов или воды.
2
2
2
2
7. Способ по любому из пп. 1-6, дополнительно включающий стадию D, где кристаллическую целлюлозу, полученную на стадии С, приводят в контакт со вторым растворителем для получения расслоившейся целлюлозы, где второй растворитель содержит от 65 мас.% до 90 мас.%, предпочтительно от 70 мас.% до 85 мас.% ZnCl в воде, причем второй растворитель предпочтительно не содержит протонной кислоты и предпочтительно также содержит акцептор протонов, предпочтительно ZnO или Zn(OH) и где расслоившаяся целлюлоза предпочтительно отделена от второго растворителя осаждением путем добавления антирастворителя, предпочтительно водой, добавленной для разбавления концентрации ZnCl в таком количестве, чтобы концентрация ZnCl составляла от 10 мас.% до 30 мас.%, предпочтительно от 15 мас.% до 25 мас.%.
8. Способ по п. 7, где расслоившаяся целлюлоза, полученная на стадии D, содержит целлюлозу со структурой II типа по РДА.
9. Способ по любому из пп. 1-6, где первичная целлюлоза находится в биомассе, которая содержит первичную целлюлозу и лигнин и, необязательно, гемицеллюлозу и
a) на стадии В аморфную целлюлозу и, необязательно, гемицеллюлозу растворяют в первом растворителе, где
b) на стадии отделения С растворенную аморфную целлюлозу и, необязательно, гемицеллюлозу отделяют от кристаллической целлюлозы и лигнина, и где
c) необязательно, на стадии Н кристаллическую целлюлозу и лигнин обрабатывают растворителем, предпочтительно основным растворителем, в котором лигнин растворим и в котором кристаллическая фаза целлюлозы не растворима, и растворенный лигнин отделяют от кристаллической целлюлозы предпочтительно фильтрацией.
10. Способ по любому из пп. 7-8, где первичная целлюлоза находится в биомассе, которая содержит первичную целлюлозу и лигнин и, необязательно, гемицеллюлозу, где
на стадии В аморфную целлюлозу и, необязательно, гемицеллюлозу растворяют в первом растворителе, где
на стадии отделения С растворенную аморфную целлюлозу и, необязательно, гемицеллюлозу отделяют от кристаллической целлюлозы и лигнина, и где
на стадии D кристаллическую целлюлозу и лигнин приводят в контакт со вторым растворителем с образованием расслоившейся кристаллической целлюлозы, и где
необязательно на стадии G лигнин отделяют от расслоившейся кристаллической целлюлозы предпочтительно центрифугированием и/или фильтрацией.
11. Микрокристаллический или нанокристаллический целлюлозосодержащий продукт Р1, получаемый способом по любому из пп. 1-6 или 9, имеющий структуру I типа по РДА, кристалличность по РДА по меньшей мере 85%, предпочтительно по меньшей мере 90% и содержание (поли-)сахаридов менее 10 мас.%, предпочтительно менее 5 мас.%, более предпочтительно менее 2 мас. % и предпочтительно имеющий степень полимеризации СП по меньшей мере 200 и аспектное отношение менее 10.
12. Нанокристаллический целлюлозосодержащий продукт Р2, получаемый способом по любому из пп. 7-8 или 10, имеющий структуру II типа по РДА, кристалличность по РДА по меньшей мере 80%, предпочтительно по меньшей мере 85% и более предпочтительно по меньшей мере 90% и содержание (поли-)сахаридов менее 15 мас.%, предпочтительно мене 10 мас.%, более предпочтительно менее 5 мас. % и наиболее предпочтительно менее 2 мас.% и предпочтительно имеющий степень полимеризации СП от 100 до 200 и аспектное отношение по меньшей мере 20.
13. Целлюлозная композиция, содержащая смесь микрокристаллической или нанокристаллической целлюлозы, имеющей структуру I типа по РДА и нанокристаллической целлюлозы, имеющей структуру II типа по РДА, полученной способом по любому из пп. 7-8 или 10, где предпочтительно
смесь получают по способу А, включающему смешивание микрокристаллической или нанокристаллической целлюлозы, имеющей структуру I типа по РДА, предпочтительно полученной способом по любому из пп. 1-6 или 9, и нанокристаллической целлюлозы, имеющей структуру II типа по РДА, полученной способом по любому из пп. 7-8 или 10 или
смесь получают по способу В, где на стадии D в способе по любому из пп. 7-9 или 10 происходит частичный переход целлюлозы, имеющей структуру I типа по РДА, в целлюлозу, имеющую структуру II типа по РДА, где частичный переход предпочтительно осуществляют путем выбора более низкой температуры или более короткого времени приведения в контакт перед добавлением антирастворителя, или их комбинацией.
14. Целлюлозная композиция по п. 13, дополнительно содержащая лигнин.
15. Применение микроцеллюлозы или наноцеллюлозы по п. 11, имеющей структуру I типа по РДА, или нанцеллюлозы по п. 12, имеющей структуру II типа по РДА, или целлюлозной композиции по п. 13 или 14 в качестве материала покрытия, наполнителя или в качестве материала для изготовления целлюлозных формованных изделий, предпочтительно волокон или пленок, которые предпочтительно применяют при производстве упаковочной пленки, нитей, тканей или в качестве исходного сырья для получения углеродных волокон.