陕西科技大学研究生考试试卷
考试科目纤维素化学
专业制浆造纸工程
年级造纸研10级
考生姓名周彤
考生类别日校生
纤维素功能化研究进展及其前景
周彤1001017
摘要：本文总结了纤维素功能化的最新进展，介绍了纤维素功能化新产品并对今后对纤维素的研究利用做出了展望。
关键词：纤维素功能化；纤维素新产品；展望
纤维素是无水葡萄糖残基通过β-1、4苷键连接的立体规整性高分子，是自然界中最为丰富的可再生资源，每年由光合作用可产生几百亿吨。近年来随着石油、煤炭储量的下降，纤维素这种可再生资源的重要性日益显著，尤其是在环境污染问题日益突出的今天，迫使人们把注意力重新集中到纤维素这一具有生物可降解性、环境协调性的可再生资源上来。纤维素大分子易于参与化学改性反应，因此可以制备各种用途的功能材料，例如高吸水材料、贵重金属吸取材料、医疗卫生用材料等。同时纤维素可以以粉状、片状、膜以及溶液等不同形式出现，进一步提高了纤维素功能化的灵活性和应用的广泛性[1]。
1、纤维素的改性
纤维素大分子每个基环均具有三个醇羟基，可以发生氧化。酯化、醚化、接枝共聚等反应；两个末端基性质各异，在一端的葡萄糖基第1个碳原子上存在1个苷羟基，当葡萄糖环结构变成开链式，次羟基即转变成为醛基而具有还原性，而另一端，在末端基的第4个碳原子上存在仲醇羟基，它不具有还原性[2]。纤维素化学改性主要依靠与纤维素羟基有关的反应来完成。例如酯化反应将纤维素的羟基转变为酯基，氢键减少或消失分子间相互作用减弱，纤维素成为热塑性的纤维素酯；醚化反应将纤维素转变为纤维素醚，具有较高的机械强度和柔韧性，可用于制造塑料、薄膜、清漆和胶黏剂等。利用纤维素的羟基作为接枝点，将聚合物连接到纤维素骨架上，称为纤维素的接枝反应。依据接枝聚合物的结构、性质、相对分子质量的不同，可赋予纤维素多种性能和用途[3]。
1.1纤维素酯
纤维素酯又可分为纤维素无机酸酯和有机酸酯。纤维素无机酸酯是指纤维素分子链中的羟基与无机酸如：硝酸、硫酸、磷酸等进行酯化反应的生成物。纤维素有机酸酯是指纤维素分于链中的羟基与有机酸、酸酐或酰卤反应的生成物。主要有纤维素的甲酸酯、乙酸酯、丙酸酯、丁酸酯、乙酸丁酸酯、高级脂肪酸酯、芳香酸酯和二元酸酯等，此外还有各种纤维素混合酯，如醋酸丙酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、醋酸琥珀酸纤维素和醋酸邻苯二甲酸纤维素等[4]。
张景强等[5]以微晶纤维素为原料，优化了纤维素硫酸酯的制备工艺，在零下6℃，浓硫酸：正丙醇=1.6:1，反应液：纤维素=50:1（液固比），反应时间3h的条件下，得到了较高取代度的纤维素硫酸酯（取代度为0.5~0.6）Bertoti等[6]采用在乙酸酐蒸汽中，通过丝光处理和酯化作用两种方法使甘蔗渣纤维改性。结果表明，反应后纤维的长度和宽度都下降了。FT-IR的结果显示了部分的乙酰化作用。TGA 和DSC的测定结果表明，经过乙酰化改性后纤维的热稳定性增加了，而丝光处理后热稳定性下降了。改性后获得了多孔性的渗水结构证实了聚合物链迁移到了乙酰化改性后的纤维内，这有助于提高纤维的黏着能力。Crepy等[7]先将纤维素（150 mL原液、3g、18mmol）与二甲基氨基吡啶（6.6g，162mmol；3个葡糖酐的量）混合搅拌直到完成溶解，随后加入脂肪酰氯（8.3～54.5mL，36～162mmol；2～9个葡糖酐的量）。混合物用多模态微波炉处理（180W）3min。酯化产物加入甲醇沉析，固体纯化过程反复使用氯仿和甲醇溶解/沉析，并在室温下风干，得到的酯化物取代度为1.7～3，力学性能与取代度呈正相关性，弹性模量反之，纤维素的不饱和酯化塑膜与饱和酯化塑膜性能基本一样。Rajam 等[8]报道了一种纤维素酯膜（85%硝化纤维素，15%乙酸纤维素）表面改性方法，第一步是膜上加上单层烯丙基二甲基氯硅烷（ADC）涂层。硅烷化的膜在波长＞215nm 的紫外辐射下共价连接到聚环氧乙烷与聚环氧丙烷的三嵌段共聚物（PEO-PPO-PEO）上。膜表面环氧乙烷基团的存在提高了膜的润湿性。接触角测量证实，硅烷化膜上三嵌段共聚物接枝度是紫外线照射时间的函数。在膜的牛血清蛋白过滤试验中，其水的渗透性与渗透通量相对未改性的膜显著下降，生理盐水的清洗效果也更好。Bras等[9]用纤维素酯化制得可用于食品包装的膜，其制备方法如下：纤维素在过量吡啶中搅拌30min（20 ℃），加入脂肪酸酰氯，混合物在130 ℃下分馏2h，降温至100 ℃加入50%乙醇与过量的脂肪酸酰氯反应，沉析出均相纤维素酯，然后过滤纯化，得到完全取代的长链纤维素酯，用其制成的膜水蒸气透过受阻，但保持良好的氧气透过性，因此该纤维素膜可用于食品包装和保存。张建伟[10]等人用1,2,3,4-丁烷四羧酸（BTCA）与纤维素浆粕混合制备抗皱纤维素膜。称取一定量的纤维素浆粕放入预冷好的NaOH-尿素-硫脲溶液中,并快速搅拌5min；将此溶解体系置于不同温度下预冷处理一定时间后取出,在室温下放置2 小时,使纤维素完全溶解；用酸式滴定管向烧杯内加入8%的BTCA 和次亚磷酸钠混合液，滴加速率为0.33ml/min，边滴加边搅拌，滴加完全后再充分搅拌。将成膜液用离心机在4000r/min的速度下离心处理10min，脱去气泡，室温下，在干净的玻璃板上刮膜，用1%的硫酸溶液做凝固浴,经甘油塑化、水洗、晾干、焙烘、再水洗、晾干制得纤维素膜。
1.2纤维素醚
纤维素醚是以天然纤维素为基本原料，经过碱化、醚化反应的生成物。在纤维素醚产品中，以羧甲基纤维素(CMC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)等为代表，其产品也已商品化。
白凤霞等[11]采用溶液聚合法，以天然植物资源棉短绒纤维为原料，经醚化制得羧甲基纤维素(CMC)，然后与丙烯酸(AA)及丙烯酰胺(AM)接枝共聚，最后经N，N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)交联制备得到高吸水性树脂(SAP)。制备的高吸水性树脂吸收去离子水的能力超过2500倍，吸收质量分数为0.19%的生理盐水高达310倍左右，高吸水性树脂经充分吸收润涨后呈透明的胶状物质。袁怀波[12]等以甘蔗渣为原料，通过醚化处理，并以N，N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，制取醚化交联甘蔗渣纤维。其制备工艺为：碱液用量10mL；碱液浓度40%；碱化时间1.5h；交联剂用量为原料用量的7%；碱醚比2.5:1（摩尔比）；无水乙醇溶剂用量25mL，醚化交联甘蔗渣纤维的最高吸水倍率为52.8 g/g。Narita等[13]在40 ℃下用23%的NaOH溶液处理4 mm×4 mm纸片，碱处理过的纤维素放入压力反应容器内，抽真空，然后加入甲基氯和环氧丙烷反应，三者质量比为2:4:1，得到取代度为1.70、20 ℃下2%的水溶液透光度为90.0%的羟丙基纤维素，类似方法可得到取代度1.40～1.95、透光度为90.0%～98.8%的产品。Berglund等[14]先用加入乙基氯的NaOH 溶液处理纤维素，65～90 ℃，3～15bar，然后加入甲基氯，此法可高效率地得到取代度不同的水溶性甲基纤维素醚，而且反应压力低。哈丽丹·买买提等[15]以纤维素棉浆粕经酸水解得到具有确定聚合度的微晶纤维素（MCC）为原料，在NaOH活化下，与1,4-丁烷磺内酯（BS）反应，得到了具有良好水溶性的丁基磺酸纤维素醚（SBC）减水剂。研究发现，当MCC聚合度为45，反应物物质的量比为AGU（纤维葡萄糖苷单元）：n（NaOH）:n（BS）=1.0:21:22，悬浮剂为异丙醇，原料室温活化时间2h，产物合成时间5h，温度80℃时，所得产品丁磺酸基取代度最高，产品减水性能最优。
1.3接枝共聚
利用纤维素的羟基作为接枝点，将聚合物连接到纤维素骨架上，称为纤维素的接枝反应。目前常用的纤维素接枝改性的方法主要包括自由基聚合、离子型聚合、开环聚合、原子转移自由基聚合（ATRP）等。
Dahou等[16]以硝酸铈铵为引发剂，将绒毛浆纤维与丙烯酸、丙烯腈接枝共聚，得到的共聚物具有良好的溶胀性能和抗菌性。单鑫等[17]通过铈离子在酸性条件下氧化还原引发，成功得到了以羟乙基纤维素（HEC）为主链、以聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯（PDMAEMA）为支链的接枝共聚物，获得的共聚物只有在pH >8的条件下加热才会出现胶束，且胶束粒径大小同pH值和外加盐浓度有关。Hassan等[18]使用Whatman41滤纸在30%的丙烯酰胺甲醇溶剂中通过紫外辐射引
发接枝反应，研究光引发丙烯酰胺与纤维素的接枝共聚反应及接枝共聚物的性能。在接枝反应之前，纤维素经过不同强度的紫外光及射线照射，以提高其抗张性能。同时也研究了5% NaOH 碱处理加紫外及光照射纤维素对接枝反应的影响。结果表明，在这些处理中，碱处理同时加紫外辐射在30%丙烯酰胺溶液中获得的接枝物性能最好。邢晓东等[19]也进行了类似的辐射接枝，制备得到高接枝率的抗菌纤维素纤维。刘明华等[20]以自制的交联球形纤维素珠体为骨架，以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）为单体，通过接枝共聚的方法赋予球形纤维素吸附剂强酸型基团——磺酸基，该共聚物可作为改性纤维素吸附剂应用。
Glaieda等[21]报道了通过水中原子转移自由基聚合法，纤维素与阳离子聚合物聚[2-(甲基丙烯酰)乙基] -三甲基铵氯（PMEDMA）密集接枝，利用纤维素表面的羟基来引发与MEDMA 发生原子转移自由基聚合。首先在纤维素表面接枝溴化物，然后聚合物在纤维素表面直接增长，得到的纤维/ PMEDMA复合物用红外线、XPS和SEM技术分析。结果表明，聚合物在纤维素表面接枝增长。为了更好地表征聚合物，在混合物中加入牺牲引发剂，随后收回进行分析。尺寸排阻色谱表明，在这种非均匀介质中聚合反应得到控制，接枝阳离子PMEDMA的改性纸浆的力学性能得到显著改善。近十年来，ATRP法在纤维素的接枝改性中得到了迅速发展，用于改性的基材从单纯的天然纤维素到纤维素的衍生物，基材的形态也从木浆滤纸、棉纤维到更小尺度的纤维素粉末、微晶纤维素以及纳晶纤维素粉末；用于改性的纤维素衍生物包括羟丙基纤维素、醋酸纤维素、乙基纤维素等[22]。
2、纤维素的溶解
天然纤维素分子有较高的洁净度，分子间和分子内存在大量的氢键，这使得它不溶解于普通溶剂，即加工性能较差。纤维素作为一种线性同质均聚物，溶解破坏了高度组织化的、围绕在单个葡聚糖链周围的氢键。从上世纪90年代发现了新型的纤维素溶剂，极大的促进了对纤维素功能化途径的研究[23]。
丁文慧等[24]以纤维素二糖、微晶纤维素及脱脂棉作为纤维素模型物，分别考察K+、Mg2+和Ca2+对纤维素碱性降解性能的影响。结果表明：金属离子的种类、用量及反应时间均会影响纤维素的碱性降解。K＋对纤维素碱性降解有促进作用，Mg2+和Ca2+则会抑制纤维素碱性降解反应；并且随着金属离子用量的增加及反应时间的延长，K+的促进作用及Mg2+、Ca2+的抑制作用愈加明显。马艳华等[25]以微晶纤维素为模型化合物，研究了AlCl3对其在高温液态水(HTLW)中的水解反应的影响。液相产品分析显示，AlCl3能够促进纤维素水解，降低水解反应温度，并在短时间内提高葡萄糖的收率。在T=260℃，P=5.2±0. 2MPa，t=1min，体系中
加入0. 01% (质量百分浓度)的AlCl3可以将纤维素的转化率提高至73. 86%；葡萄糖的收率达到最大为47. 73%。同时，AlCl3的存在可以抑制葡萄糖的异构化反应及逆醇醛缩合反应，改变葡萄糖降解产物的分布。王琼等[26]将超低浓度马来酸应用于纤维素水解研究，对间歇条件下最优工况的产物和超低浓度硫酸水解纤维素产物与前人结果进行比较。试验在高温高压反应釜中进行，液固比为20:1，转速为500 r/min，反应压力为4 MPa，改变温度和酸浓度，多点采样。结果发现，超低马来酸催化滤纸纤维素水解产糖效果较好，糠醛类降解产物明显少于硫酸催化。与常规无机酸催化相比，马来酸水解可同时遵循拟糖苷酶催化与一般酸催化机理，并能通过自身特性有效抑制还原糖的降解，从而获得较高的糖收率。龙金星[27]等研究了复合离子液体中纤维素的催化分解，通过将酸性功能化离子液体与对纤维素具有溶解作用的离子液体进行复合，构建了一类新型的高效催化纤维素分解的体系，结果表明: 复合离子液体中纤维素的分解温度明显降低，溶于离子液体中的纤维素可被酸性离子液体原位催化分解。纤维素的分解温度受离子液体催化剂的酸性及纤维素在复合离子液体中的溶解度影响明显，酸性越强，溶解度越大，纤维素的分解温度越低。邢丽欣等[28]利用氯化锂/N, N-二甲基乙酰胺( LiCl/DMAc)溶剂体系在微波控制条件下对稻秆纤维素进行溶解预处理以提高
纤维素酶解糖化效率。考察了微波时间和微波强度对产糖量及还原糖转化率的影响。结果表明，微波加热能够有效促进LiCl/DMAc对稻秆纤维素的溶解，与原生稻秆相比，经微波-LiCl/DMAc法溶解后再生纤维素出现明显解聚，热分解温度由290降至220。在微波功率为385W、加热溶解时间为7 min时，所得稻秆纤维素还原糖转化率由30.90%上升至98.67%。
3、其他纤维素功能化产品
以纤维素为基质的功能材料，已广泛用作高吸水材料、各种医用材料、离子吸附与交换材料、生物功能材料等，并有望制备出具有光、电、磁等性能的纤维素功能材料。
王江南等[29]采用静电纺丝法制备多孔醋酸纤维素（CA）超细纤维，将CA溶于丙酮/ DCM或丙酮/ DMAc混合溶剂中配制一系列质量分数为9% ~ 18%的CA
溶液。将此纺丝溶液装入配有金属针头（内径0.86mm）的注射管中制得的CA超细纤维膜于80℃真空干燥12h。静电纺丝制备的多孔CA 超细纤维，随着混合溶剂丙酮/二氯甲烷（DCM）中低沸点组分DCM用量的提高，纤维表面的孔径逐渐增大，孔的分布更稠密；以12%CA为临界用量，高于此用量得到表面无孔纤维，低于此用量则得到表面多孔纤维。姚理荣等[30]将醋酸纤维素在N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）中与芳纶溶液混合后成功制备了芳纶/醋酸纤维素纳米纤维。芳纶/
醋酸纤维素混合溶液有利于静电纺丝，当芳纶与醋酸纤维素质量比大于1:2后即可获得均匀的纳米纤维。随混合溶液中芳纶与醋酸纤维素的质量比和溶液质量分数的提高，纳米纤维中的珠状缺陷逐渐减少。芳纶/醋酸纤维素纳米纤维的热稳定性较纳米芳纶明显提高。范玉晶等[31]称取一定量的PVA，加入适量的水，在90 ℃的水浴中加热搅拌，使其溶解。按PVA用量的1%~5%分别加入纳米纤维素微晶，继续搅拌30 min，消泡，在玻璃板上流涎成膜。待水分晾干后，用红外灯加热干燥，制备纳米纤维素微晶/PVA复合材料膜。纳米纤维素微晶对PVA 起到很好的补强效果，随纳米纤维素微晶用量的增加，复合材料的弹性行为降低，粘性行为则出现先升高后降低的变化趋势；在纳米纤维素微晶用量为3%时，复合材料的拉伸强度提高了69.5 %，拉伸模量提高了140 %，但材料的脆性增加。另外，纤维素还可以用于生物炼制，乳酸制备及组织工程支架等生物科技方面[32-33]。
4、前景及展望
时至今日，对纤维素的研究已经取得了丰硕的成果，如各种纤维素非水溶剂的发现，提供了纤维素均相衍生化的新途径，为开发高功能纤维素衍生物创造了良机；然而，纤维素资源目前大部分未能被有效利用。因此深入研究纤维素结构与性能的关系，寻找纤维素的新来源，如何进一步高效地分离出纤维素；从分子水平上研究控制合成纤维素衍生物、再生纤维素以及纤维素晶体的物理化学结构，从而获得特殊性能的功能精细化工产品；开展人工合成纤维素，研究细菌纤维素及其功能特性，寻找植物合成纤维素的机制；研究开拓纤维素在新技术、新材料和新能源中的应用，是今后发展的方向[34]。
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四种再生纤维的概述及鉴定方式 再生纤维具有优良的吸湿性、穿着舒适性，是纺织服装业最理想、最有开 发潜力的纺织原料。 再生纤维概述： 1.Tencel纤维 Tencel纤维是以针叶树为主的木浆、水和溶剂氧化胺混合，加热至完全溶解，在溶解过程中不会产生任何衍生物和化学作用，经除杂而直接纺丝，其分子结构是简单的碳水化合物。Tencel纤维在泥土中能完全分解，对环境无污染;另外，生产中所使用的氧化胺溶剂对人体完全无害，几乎完全能回收，可反复使用，生产中原料浆粕所含的纤维素分子不起化学变化，无副产物，无废弃物排出厂外，是环保或绿色纤维。该纤维织物具有良好的吸湿性、舒适性、悬垂性和硬挺度且染色性好，加之又能与棉、毛、麻、腈、涤等混纺，可以环锭纺、气流纺、包芯纺，纺成各种棉型和毛型纱、包芯纱等。 2.Modal纤维 Modal纤维是一种全新的纤维素纤维，Modal纤维的原料来自于大自然的木材，使用后可以自然降解。由于这类纤维是采用天然纤维素为原料，具有生物将解性，并且在纤维生产过程中不产生类似粘胶县委的严重污染环境问题，是21世纪的新型环保纤维。Modal纤维价格是Tencel纤维的一半，系第二代再生纤维素纤维。Modal纤维可与多种纤维混纺、交织，发挥各自纤维的特点，达 到更佳的服用效果。Modal纤维面料吸湿性能、透气性能优于纯棉织物，其手 感柔软，悬垂性好，穿着舒适，色泽光亮，是一种天然的丝光面料。 3.大豆蛋白纤维 大豆蛋白纤维是以出油后的大豆废粕为原料，运用生物工程技术，将豆粕中的球蛋白提纯，并通过助剂、生物酶的作用，使提纯的球蛋白改变空间结构，再添加羟基和氨基等高聚物，配制成一定浓度的蛋白纺丝液，用湿法纺丝工艺纺成。豆粕是油脂车间的副产品，在我国资源十分吩咐，属废物综合利用，资源取之不尽，用之不竭。大豆蛋白纤维可称为新世纪的“绿色纤维”。由于大豆蛋白纤维外层基本上是蛋白质，与人体皮肤亲和性好，且含有多种人体所必须的氨基酸，具有良好的保健作用。在大豆蛋白纤维纺丝工艺中加入定量的有杀菌消炎作用的中草药与蛋白质侧链以化学键相结合，药效显著且持
Microcrystalline Cellulose Cellulose [9004-34-6]. DEFINITION Microcrystalline Cellulose is purified, partially depolymerized cellulose prepared by treating alpha cellulose, obtained as a pulp from fibrous plant material, with mineral acids. IDENTIFICATION ? A. Procedure Iodinated zinc chloride solution: Dissolve 20 g of zinc chloride and 6.5 g of potassium iodide in 10.5 mL of water. Add 0.5 g of iodine, and shake for 15 min. Sample: 10 mg Analysis: Place the Sample on a watch glass, and disperse in 2 mL of Iodinated zinc chloride solution. Acceptance criteria: The substance takes on a violet-blue color. 氯化锌碘试液：取氯化锌20g、碘化钾6.5g，加水10.5ml。再加碘0.5g，振摇15min。 测定：取本品10mg，置表面皿上，加氯化锌碘试液2ml。 标准规定：应变为蓝紫色。 Change to read: ? B. Procedure Sample: 1.3 g of Microcrystalline Cellulose, accurately weighed to 0.1 mg Analysis: Transfer the Sample to a 125-mL conical flask. Add 25.0 mL of water and 25.0 mL of 1.0 M cupriethylenediamine hydroxide solution. Immediately purge the solution with nitrogen, insert the stopper, and shake on a wrist-action shaker, or other suitable mechanical shaker, until completely dissolved. Transfer an appropriate volume of the Sample solution to a calibrated number 150 Cannon-Fenske, or equivalent, viscometer. Allow the solution to equilibrate at 25 ±0.1 for NLT 5 min. Time the flow between the two marks on the viscometer, and record the flow time, t1, in s. 取本品1.3g，精密称定，置125mL具塞锥形瓶中，精密加入水25ml，再精密加入1mol/L 双氢氧化乙二胺铜溶液25ml，立即通入氮气以排除瓶中空气，密塞，强力振摇，使微晶纤维素溶解；取适量，置25±0.1℃水浴中，约5min后，移至刻度为150的坎农-芬斯克毛细管粘度计或同等的黏度计内（毛细管内径为0.7 ~1.0mm，选用适宜粘度计常数K1 ），照黏度测定法，于25±0.1℃水浴中测定。记录供试品溶液流经黏度计上下两刻度时的时间t1，按下式计算供试品溶液的运动黏度。 Calculate the kinematic viscosity, (KV)1, of the Microcrystalline Cellulose taken: 微晶纤维素的运动黏度(KV)1按下式计算： Result = t1 × k1 t1 = flow time (s) k1 = viscometer constant (see Viscosity—Capillary Methods 911 (CN 1-May-2015) ) Obtain the flow time, t2, for 0.5 M cupriethylenediamine hydroxide solutions using a number 100 Cannon-Fenske, or equivalent, viscometer.
第48卷第1期 2014年1月生物质化学工程Biomass Chemical Engineering Vol．48No．1 Jan．2014 doi ：10．3969/j．issn．1673-5854．2014．01．006 ·综述评论———生物质材料· 无机纳米相-纳米纤维素杂化纳米材料的研究进展 收稿日期：2013-09-16 基金项目：国家自然科学基金（31000276）；福建省高校杰出青年人才基金（JA11071）；福建省高校新世纪优秀人才基金（JA12088）； 福建农林大学杰出青年人才基金（xjq201208） 作者简介：吴巧妹（1987—），女，福建三明人， 硕士生，主要从事植物纳米纤维素复合材料的研究*通讯作者：陈燕丹，博士，副教授，硕士生导师，主要研究方向是生物质材料的制备与功能化设计；E- mail ：fjaucyd@163．com 。吴巧妹，陈燕丹*，黄彪，陈学榕 (福建农林大学材料工程学院，福建福州350002) 摘要：分别介绍了近年来利用贵金属纳米粒子、无机陶瓷纳米相(包括金属氧化物、金属硫化物、黏土类、纳米羟基磷灰石和纳米碳酸钙)、磁性纳米纤维素、 碳纳米相与纳米纤维素进行复合的研究进展，并建议加强对纳米纤维素基杂化材料的基础理论研究，改进现有制备方法并开发出更加节能减耗的新方法，以及更多极具应用前景的无机纳米材料实现优势互补的分子级复合，定向设计合成出适用不同场合、满足不同需求的高性能、多功能新型先进复合材料。 关键词：纳米纤维素;杂化纳米材料;无机纳米粒子;碳纳米相 中图分类号：TQ35;O636．1文献标识码：A 文章编号：1673- 5854(2014)01-0028-09Advances in Inorganic-nanocellulose Hybrid Nanomaterials WU Qiao-mei ，CHEN Yan-dan ，HUANG Biao ，CHEN Xue-rong （College of Materials Engineering ，Fujian Agriculture and Forestry University ，Fuzhou 350002，China ） Abstract ：This paper summarized the recent Ｒ＆D progresses on nanocellulose hybrid composites incorporated with noble metal nanoparticles ，nano ceramic compounds （including metal oxides ，metal sulfides ，nano-clay ，nano-hydroxyapatite ，nano-calcium carbonate ），magnetic nanoparticles and nano-carbon materials ，respectively．An overview on the challenge and development prospects of the nanocellulose-based hybrid composites was discussed ，too． Key words ：nanocellulose ；hybrid nanocomposites ；inorganic nanoparticles ；nano-carbon materials 无机-有机杂化纳米材料是继单组分材料、复合材料和梯度功能材料之后的第四代新材料［1］。纳米纤维素是一种新型的生物纳米材料，具有特殊的结构特点和优良的性能。无机纳米相-纳米纤维素杂化纳米材料因兼具或超越了纳米纤维素和无机纳米材料单一组分的性能优点，而成为纳米纤维素复合材料的研究热点。利用物理、化学、生物方法制备获得的天然纳米纤维素依次为微纤丝化纤维素（MFC ）或纳纤丝化纤维素（NFC ）、纳米晶体纤维素（NCC ）和细菌纳米纤维素（BNC ）。以纳米纤维素作为结构增强相和兼具生物大分子模板效应的天然高分子基体，在绿色高性能纳米复合材料的设计组装中日益扮演重要角色。在过去的十几年里，国内外针对纳米纤维素的制备、表征、表面修饰及其复合材料开展了较多的研究工作［2－4］。目前，交叉结合纳米科学、化学、物理学、材料学、生物学及仿生学等学科，利用共混法、溶胶-凝胶法、插层法、模板组装法、非共价弱相互作用复合法和仿生矿化等方法，进一步将纳米纤维素优越的机械性能与功能性无机纳米材料进行优势互补，构筑结构可塑、稳定，集轻质和强韧于一身的新型无机纳米相-纳米纤维素杂化纳米材料，正在成为国内外科学家竞相开展的研究课题。本文主要针对国内外纳米纤维素与各种无机纳米相杂化复合，制备功能型纳米纤维素新材料的研究进展进行综述。
微晶纤维素制备、应用及市场前景的研究 曲阜天利药用辅料有限公司生产技术部，山东曲阜273105 摘要：纤维素是自然界中最丰富的天然高分子材料。对解决目前世界面临的资源短缺、环境恶化、可持续发展等问题具有重要意义。纤维素在一定条件下进行酸水解，当聚合度下降到趋于平衡时所得到的产品称为微晶纤维素( micro.crystalline cellulose，MCC)。微晶纤维素为白色或类白色、无臭、无味的多孔性微晶状颗粒或粉末,具有高度可变形性，是可自由流动的纤维素晶体组成的天然聚合物,通常 MCC的粒径大小一般在20-80微米之间，它广泛用于食品、医药及其他工业领域。 关键词：微晶纤维素；MCC;制备；应用；市场前景。 Microcrystalline cellulose preparation, application and market prospect of research QuFuTianLi medicinal materials co., LTD., production technology department shandong qufu 273105 Abstract:Cellulose is the most abundant natural polymer materials in the nature。To solve the shortage of resources in the world, the problem such as environmental degradation, sustainable development is of great significance。Cellulose under certain conditions with acid hydrolysis，When the polymerization degree decline to tend to balance the resulting product is called the microcrystalline cellulose(micro.crystalline cellulose，MCC)。Microcrystalline cellulose is white or kind of white, odorless, tasteless porous micro crystalline granular or powder，With high deformability，Is the free flow of natural polymer composed of cellulose crystal，Usually the particle size of MCC generally between 20 to 80 microns，It is widely used in food, medicine and other industrial fields。 Key words: microcrystalline cellulose, MCC. Preparation; Application; Market prospect 正文：微晶纤维素[1]为白色或类白色无臭、无味的多孔性微晶状颗粒或粉末,具有高度可变形性 ,对主药具有较大的容纳性 ,可作为片剂的填充剂、干燥粘合剂 ,同时具有崩解作用 ,广泛应用于医药、食品、轻工业等国民经济各部门。 在生产微晶纤维素时国外主要采用木材为原材料[2]，先收集木浆纤维素酸部分水解后的结晶部分，再经干燥粉碎而得到聚合度约200的结晶纤维素，我国棉花产量较高，成本较木材低，因此国内多以棉浆为原材料。决定微晶纤维素性能的主要因素[3]是制备方法和产品的质量控制标准。随着科技的发展，为了更大程
细菌纤维素的研究进展 摘要：细菌纤维素是一种天然的生物高聚物，具有生物活性、生物适应性，具有独特的物理、化学和机械性能，例如高的结晶度、高的持水性、超精细纳米纤维网络、高抗强度和弹性模量等，因而成为近年来国际上新型生物医学材料的研究热点。概括细菌纤维素的性质，发酵过程，改性方法以及在生物医学材料上的应用。 关键词：细菌纤维素；改性；生物医学材料；应用 0 前言 细菌合成纤维素是在1886年由Brown首次报道的，是胶膜醋酸菌A.xylium 在静置培养时于培养基表面形成的一层白色纤维状物质。后来在许多革兰氏阴性细菌，如土壤杆菌、致瘤农杆菌和革兰氏阳性菌如八叠球菌中也发现了细菌纤维素的产生。细菌纤维素与天然纤维素结构非常相似，都是由葡萄糖以β一1，4一糖苷键连接而成的高分子化合物，此外，细菌纤维素相对于传统的纤维素资源又有其优势，如加工时不用去木质素，可合成高质量的纸或者加工成任何形状的无纺织物，还可通过发酵条件的改变控制合成不同结晶度的纤维素，从而可根据需要合成不同结晶度的纤维素。 从纤维素的发现至今已有一百多年的历史，但由于无合适的实验手段以及纤维素的产量较低，因此多年来一直未受到足够重视。近十几年来随着分子生物学的发展和体外无细胞体系的应用，细菌纤维素的生物合成机制已有了很深人的研究，同时在细菌纤维素的应用方面也有了很大进展。 1.细菌纤维素的结构特点和理化特性 1.1化学特性 经过长期的研究发现，BC和植物纤维素在化学组成和结构上没有明显的区别，均可以视为是由很多D-吡喃葡萄糖苷彼此以(1-4)糖苷键连接而成的线型高分子，相邻的吡喃葡萄糖的6个碳原子不在一个平面上，而是呈稳定的椅式立体结构。
基金项目:广西科学基金资助项目(桂科自0991024Z);广西培养新世纪学术和技术带头人专项资金资助项目(2004224) 收稿日期:2009-06-19 综述与进展 微晶纤维素的研究进展 何耀良1,廖小新2,3,黄科林1,6,吴 睿4,王 5 ,刘宇宏1,黄尚顺1,李卫国1 (1.广西化工研究院,广西南宁 530001;2.广西大学商学院,广西南宁 530004; 3.广西桂林市建筑设计研究院,广西桂林 541002; 4.广西民族大学化学与生态工程学院,广西南宁 530006; 5.广西大学化学化工学院,广西南宁 530004; 6.广西新晶科技有限公司,广西南宁 530001) 摘 要:微晶纤维素是天然纤维素水解至极限聚合度得到的一种聚合物,广泛用于食品、医药及其他工业领域,本文综述了国内外微晶纤维素的制备研究进展。 关键词:微晶纤维素;研究进展;制备 中图分类号:T Q 352 文献标识码:A 文章编号:1671-9905(2010)01-0012-05 微晶纤维素(Microcrystalline cellulose,M CC)是天然纤维素经稀酸水解至极限聚合度(LOOP)的可自由流动的极细微的短棒状或粉末状多孔状颗粒,颜色为白色或近白色,无臭、无味,颗粒大小一般在20~80L m,极限聚合度(LODP)在15~375;不具纤维性而流动性极强。不溶于水、稀酸、有机溶剂和油脂,在稀碱溶液中部分溶解、润涨,在羧甲基化、乙酰化、酯化过程中具有较高的反应性能。由于具有较低聚合度和较大的比表面积等特殊性质,微晶纤维素被广泛应用于医药、食品、化妆品以及轻化工行业。 自1875年Girard 首次将纤维素稀酸水解的固体产物命名为/水解纤维素0后,100多年以来,微晶纤维素的研究,一直是纤维素高分子领域中的一个热点课题。美国粘胶纤维公司于1957年研究出微晶纤维素的生产方法,于1961年获得原始专利并工业化生产。美国FMC 公司于1961年研究开发生产微晶纤维素,目前已经是全美甚至世界上最大生产公司[1]。我国在微晶纤维素研究方面起步较晚,但从20世纪70年代开始我国在微晶纤维素方面生产已初见成效,20世纪80年代国内厂家生产的微晶纤维素逐步取代国外如西方石油公司、日本等公司的产品,到20世纪90年代我国研制的微晶纤维素质量达到国外同类产品的质量标准。 随着科技的发展,为了更大程度降低成本,有效利用资源和加强环保,人们也在不断研究采用更好的原料和更好的方法来生产微晶纤维素,并进一步探究其可能的用途。本文主要根据国内外的有关文献报道综述了利用不同原料制备微晶纤维素的研究进展。 1 国内微晶纤维素研究进展 111 甘蔗渣微晶纤维素的制备研究 甘蔗渣纤维素的聚合度(DP)一般在500~700之间,水解后的平衡聚合度(DP)在100~200之间。甘蔗渣由于灰分高、白度低(灰分为112%~118%,白度为70%~80%),因此要用它来制备微晶纤维素必须进行增白和降低灰分处理。罗素娟[2]选择盐酸(工业级)来催化水解制备微晶纤维素,其流程见图1。其中固液比为1B 15,水解进行35min,即达到平衡聚合度。研究表明以甘蔗渣浆粕为原料生产微晶纤维素是可行的,产品质量符合标准要求,其中得率为82118%,聚合度为120,其颗粒数量分布较均匀,粒径较小,中位粒径1112L m,小于25L m 的产品占9211%,水分2142%,灰分0113%,白度90198%,经应用试验,效果良好,母液可以循环使用。生产废水经处理后达到排放要求。 第39卷 第1期2010年1月 化 工 技 术 与 开 发Technology &Development of Chemical Industry Vol 139 No 11 Jan 12010
细菌纤维素 摘要：细菌纤维素是一种新型的生物纳米材料材料，具有广泛的发展前景.本文从细菌纤维素的组成和结构入手，列举了细菌纤维素合成研究过程中的方法，并进一步对细菌纤维素在环境中的应用进行阐述，最后对未来细菌纤维素发展趋势作出了展望。 关键词：细菌纤维素，纳米材料，应用 众所周知，纤维素是自然界中最丰富且具有生物可降解性的天然高分子材料，是高分子化学诞生和发展阶段的主要研究对象之一。在当今世界面临人口、资源、环境和粮食四大问题的情况下，大力开发取之不尽用之不竭的天然高分子材料造福于人类，具有重要战略意义。 目前，人类获得纤维素的途径主要通过树木、棉花等职务光合作用合成和微生物合成。为了区别于植物来源的纤维素，称微生物合成的纤维素为微生物纤维素或者是细菌纤维素（简称BC）。细菌纤维素最初在1886年，用英国科学家Brown AJ利用化学分析方法确定。当时他发现在传统酿造液表面生成的类似凝胶半透明膜状物质为纤维素，在光学显微镜下观察到发酵生产的菌膜中存在菌体[1]。自然界中有少数细菌可以产生纤维素，其镇南关木醋菌属中的木醋杆菌（简称Ax）合成纤维素的能力最强，最具有大规模生产的能力。Ax合成细菌纤维素在纯度、抗拉强度、杨氏模量等理化性能方面均优于植物纤维素，且具有较强的生物性，在自然界中可以直接降解，是一种环境友好，性能优异型材料[2]。近年来引起了人们广泛的研究兴趣和关注。 1.细菌纤维素的结构和特性 1.1细菌纤维素的结构 经过长期的研究发现，细菌纤维素和植物纤维素在化学组成和结构上没有明显的区别，都可视为D-吡喃葡萄糖单体以糖苷键连接而成的直链多糖，直链间彼此平行，不呈螺旋结构，无分支结构，又称β-1, 4-葡聚糖。但相邻的吡喃葡萄糖的6个碳原子并不在同一平面上，而是呈稳定的椅状立体结构，数个邻近的β-1, 4-葡聚糖通过分子链内与链间的氢键作用形成稳定的不溶于水的聚合物[3]。 1.2细菌纤维素的性质 1.2.1 细菌纤维素的独特性质 细菌纤维素和植物或海藻产生的天然纤维素具有相同的分子结构单元, 但细菌纤维素纤维却有许多独特的性质。①细菌纤维素与植物纤维素相比无木质素、果胶和半纤维素等伴生产物，具有高结晶度（可达95%，植物纤维素的为65%）和高的聚合度(DP值2 000～8 000)； [4]②超精细网状结构。细菌纤维素纤维是由直径3～4 纳米的微纤组合成40～60 纳米粗的
再生纤维素纤维行业“十三五”发展规划 ——中国化学纤维工业协会纤维素纤维分会 前言 再生纤维素纤维是采用富含纤维素的植物原料，经一系列的化学处理和机械加工而制的的纤维，主要品种包括粘胶纤维、醋酸纤维和铜氨纤维等传统再生纤维素纤维，以及以天丝为代表的新型溶剂法纤维素纤维等。 再生纤维素纤维是重要的纺织材料之一，具有很好的吸湿性、染色性和舒适性。在人们对产品可回收、可降解、对织物舒适性要求越来越高的条件下，其在纺织原料中凸现出越来越重要的作用，另外，其原料为可再生资源，是循环经济可持续发展的重要化学纤维产品。因此，再生纤维素纤维有着更为重要的意义和广泛的发展空间。 我国再生纤维素纤维工业的整体水平和竞争能力的发展将对世界再生纤维素纤维工业 产生重要影响。“当前纺织行业发展的新常态特征日益凸显，对于企业提出更高的调整转型的要求，企业发展压力和挑战将持续增加，但同时也隐含着外部发展的机遇和行业自身提升的动力”。在当前新常态下如何生存与发展是再生纤维素纤维行业“十三五”面临的迫切任务。 《再生纤维素纤维行业“十三五”发展规划》总结分析了我国再生纤维素纤维制造行业的发展现状及特点，存在主要问题和产业发展趋势，明确了“十三五”期间行业发展由“数量型”向“技术效益型”战略转变的指导思想，明确了发展目标和发展重点，提出了发展高新技术、功能性、差别化纤维的技术方向和主要任务。对贯彻落实《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》精神和《纺织工业“十三五”发展纲要》的具体要求，推动再生纤维素纤维行业的科技进步和自主创新，实现全面、协调和可持续发展，具有重要的指导作用。 一、“十二五”发展规划完成情况及特点 我国是世界最大的再生纤维素纤维生产国，主要生产粘胶纤维、醋酸纤维（用于烟草行业）、NMMO溶剂法纤维素纤维、低温尿素溶解纤维素纤维等。其主要产品是粘胶纤维，约占世界粘胶纤维总量近三分之二。原料采用进口木浆，进口棉短绒生产棉浆，国产木浆、棉浆、竹浆、纸改浆等品种，原料进口依存度约在60%左右。 “十二五”期间，纤维素纤维行业在大宗原料、纤维生产方面基本完成规划目标。在原料利用上发展较慢，木浆发展较快，许多大型纸浆生产企业都在转产溶解浆，溶解木浆产能已达150余万吨。棉浆生产由于资源受限，总量萎缩。竹、麻浆产量较低，秸秆利用进展缓慢。粘胶纤维工业在生产设备、工艺技术、产品质量、节能减排等方面都有了大幅度提高。高湿模量纤维、NMMO溶剂法纤维素纤维、低温尿素溶解纤维素纤维等也有了可喜的进步。 其特点是：企业规模不断增强、产量持续增长，产业集中度进一步加大、产业链配套有
微晶纤维素是一种白色、无臭、无味、多孔、易流动粉末，不溶于水、烯酸、氢氧化钠溶液及一般有机溶剂。聚合度约220，结晶度高。为高度多孔颗粒或粉末。 一、微晶纤维素主要有三大特性： 1、吸附性：为多孔性微细粉末，可以吸附其他物质如水、油及药物等。比表面积随无定形 区比例的增大而增大。 2、分散性：微晶纤维素在水中经剧烈搅拌，易于分散生成奶油般的凝胶体。胶态微晶纤维 素因含有亲水性分散剂，在水中能形成稳定的悬浮液，程不透明的“奶油”状或凝胶状。 3、反应性能：在稀碱液中少部分溶解，大部分膨化，表现出较高的反应性能。 二、微晶纤维素在国内应用领域： 1、医药卫生：①微晶纤维素分子之间存在氢键，受压时氢键缔合，故具有高度的可压性， 常被用作于粘合剂；压制的片剂遇到液体后，水分迅速进入含有微晶纤维素的片剂内部，氢键即刻断裂，因此可做为崩解剂。此外微晶纤维素的密度较低，比溶剂较大，粒度分布较宽，又常被用作稀释剂。②医药行业中MCC主要被用在两个方面，一是利用他在水中强搅拌下易于形成凝胶的特性，用于制备膏状或悬浮状类药物；二是利用其成型作用，而用于医用压片的赋形剂。目前医药行业中压片赋形剂可分为两类，一是传统方法使用淀粉赋形剂；第二类是利用新型的纤维素赋形剂。使用淀粉的工艺必须经过造粒阶段，而使用MCC则因为其流动性好，本身具有一定的粘合性直接压片，因此能工艺简化，生产效率得以提高，例外使用MCC还有服用后崩解效果好、药效快、分散好等优点，因此使用MCC在压片赋形剂上得以广泛推广应用。 2、微晶纤维素在食品工业领域的应用：
微晶纤维素作为食品添加剂的主要作用有：泡沫稳定性；高温稳定性；液体的胶化剂； 悬浮剂；乳化稳定性等。其中乳化稳定性是微晶纤维素在食品工业领域最主要的功能。 3、微晶纤维素在轻工化工领域的应用： ①陶瓷业：陶瓷厂在陶土中添加微晶纤维素，不仅能增湿坯强度，提高半成品率，而 且焙烧时烧除微晶纤维质使陶瓷具有质轻透明的特色。 ②玻璃业：微晶纤维素胶液能在玻璃表面形成极黏的膜涂层，能为玻璃纤维提供纤维 素的表层，使其能用一般的纺织机器加工。 ③涂料业：在涂料中添加微晶纤维素，能使涂料具有触变性，以控制涂料的粘度、流 动性及涂刷性能。 4、微晶纤维素在日常化学工业中的应用： ①某些等级的微晶纤维素用于化妆及皮肤护理品的制造，甚至包含尿素这样难以掺和 的配料，同起耐热稳定剂的作用。 ②微晶纤维素与细砂、高岭土等混合，可制成含磨料的卫浴、厨房及手部皮肤的清洁 剂。 ③将微晶纤维素与羧甲基纤维素钠盐、有机物及水混合，可制成服装洗涤过程的保护 性胶体。 三、医药行业中微晶纤维素用于粉末直接压片的特点： ①可以使易吸潮的药物（土霉素、食母生、酵母片等）避免湿热的阴影，克服粘冲、 劣片的现象，有利于提高片剂的质量。
改性纤维素在卫生领域的研究及应 用情况 （昆明理工大学化学工程学院轻化工程2010级肖任） 摘要： 纤维素是自然界最丰富的自然资源，在未来对于解决人类面临的能源、资源、和环境污染等问题方面有非常重要的作用，但是纤维素分子中由于高密度的氢键影响作用，使之在医疗卫生领域等方面受到了很大的限制。综述近年来通过对纤维素化学改性合成可以得到纤维素衍生物在医疗卫生方面的应用。其中，细茵纤维素是一种天然的生物高聚物，具有生物活性、生物可降解性、生物适应性，具有独特的物理、化学和机械性能，例如高的结晶度、高的持水性、超细纳米纤维网络、高抗张强度和弹性模量等，因而成为近年来国际上新型生物医学材料的研究热点。概括细茵纤维素的性质、研究历史以及在生物医学材料上的应用，重点阐述细茵纤维素在组织工程支架、人工血管、人工皮肤和治疗皮肤损伤方面的应用以及当前研究现状。 关键词：纤维素、细茵纤维素、组织工程支架、人工血管、人工皮肤、化学改性、 医疗卫生 Modified cellulose in health field research and should use situation Cellulose is the most abundant natural resources of nature, in the future to solve human beings are facing with the energy, resources, and environment pollution and so on has a very important role, but cellulose molecules due to the high density of hydrogen bond effect, make in the medical and health fields was much limited. Recent advances in chemical modification of cellulose by synthesis can get cellulose derivatives in medical applications. Among them, the fine wormwood cellulose is a kind of natural biopolymer, with biological activity, biodegradable property, biological adaptability, has a unique physical, chemical and mechanical properties, such as high degree of crystallinity, high water binding capacity, ultrafine nano fiber network, a high strength and modulus of elasticity, etc., and become in recent years international new biomedical materials research hot spot. The nature of the cellulose in fine wormwood, historical study and the application of biomedical materials, the paper fine wormwood cellulose in tissue engineering scaffolds, artificial blood vessels, artificial skin and the treatment of skin damage and the application of the current research status. Keywords: cellulose, fine wormwood cellulose, tissue engineering scaffolds, artificial blood vessels, artificial skin, chemical modification, medical and health 细菌纤维素( bacterial cellulose，简称 B C) 又称为微生物纤维素( microbial cellulose ) ，不仅是地球上除植物纤维素之外的另一类由细菌合成的天然惰性材料，而且是世界上公认的性能优异的新型生物学材料。能够产生纤维素的细菌【1】主要有A c e t o b a c t e r ，R h i z o b i u m，A g r o b a c t e r i u m和S a r c i n a等，其中研究最多、产量最高的是A c e t o b a c t e r x y l i n u m( A ．x y l i n u m，木醋杆菌) 。从纤维素的分子组成看，B c和植物纤维一样都是由B - D- 葡萄糖通过B ．1 ，4 精苷键结合成的直链，直链间彼此平行，不呈螺旋构象，无分支结构，又称为 B - 1 ，4．葡聚糖。但从物理、化学、
微晶纤维素 Weijing Xianweisu Microcrystalline Cellulose C 6n H 10n+2O 5n+1 [9004-34-6] 本品系含纤维素植物的纤维浆制得的α-纤维素，在无机酸的作用下部分解聚，纯化而得。 【性状】本品为白色或类白色粉末或颗粒状粉末；无臭，无味。 本品在水、乙醇、乙醚、稀硫酸或5%氢氧化钠溶液中几乎不溶。 【鉴别】（1)取本品lO mg,置表面皿上，加氣化锌碘试液2ml,即变蓝色。 (2)取本品约1.3g ，精密称定，置具塞锥形瓶中，精密加25ml ，振摇使微晶纤维素分散并润湿，通入氮气以排除瓶中的空气，在保持通氮气的情况下，精密加lmol/L 双氢氧化乙二胺铜溶液25ml ，除去氮气管，密塞，强力振摇，使微晶纤维素溶解，作为供试品溶液；取适量，置25℃士0.1℃ ：水浴中，约5分钟后，移至乌氏黏度计内（毛细管内径为 0.7?1.0mm ，选用适宜黏度计常数)，照黏度测定法(通则 0633第二法），于25℃士0.1℃ 水浴中测定。记录供试品溶液流经黏度计上下两刻度时的时间A ，按下式计算供试品溶液的运动黏度ν1： ν1=t 1 × K 1 分别精密量取水和lmol/L 双氢氧化乙二胺铜溶液各25ml ，混匀，作为空白溶液，取适量，置25℃士0.1℃水浴中，约5分钟后，移至乌氏黏度计内（毛细管内径为0.5?0.6mm,黏度计常数约为0.01)，照黏度测定法（通则0633第二法），于25℃士0.1℃水浴中测定。记录空白溶液流经黏度计上下两刻度时的时间按下式计算空白溶液的运动黏度v2: ν1=t 2× K 2 照下式计算微晶纤维素的相对黏度： ηrel =ν1/ν2 根据计算所得的相对黏度值（ηrel )，査附表，得〔特性黏数[>](ml/g)和浓度C(g/100ml)的乘积〕，计算聚合度（P)，应不得过350。 式中m 为供试品取样量，g ，以干燥品计算。
微晶纤维素的研究进展
微晶纤维素的研究进展 高分子材料2班刘卓君 20080402B020 摘要：微晶纤维素是可自由流动的纤维素晶体组成的天然聚合物,它是天然纤维素经稀酸水解并经一系列处理后得到的极限聚合度的产物。广泛用于食品、医药及其他工业领域，本文综述了微晶纤维素的特性、理化性质、制备方法以及国内外微晶纤维素的研究进展。 关键词：微晶纤维素；结晶度；聚合度；可压性；流动性；制备；研究进展 正文：微晶纤维素(MCC)是由天然纤维素经稀无机酸水解达到极限聚合度的极细微的白色短棒状或无定形结晶粉末,无臭、无味。颗粒大小一般在20-80微米，极限聚合度(L0DP)在15～375；不具纤维性而流动性极强。不溶于水、稀酸、有机溶剂和油脂，在稀碱溶液中部分溶解、润涨，在羧甲基化、乙酰化、酯化过程中具有较高的反应性能。由于具有较低聚合度和较大的比表面积等特殊性质，微晶纤维素被广泛应用于医药、食品、化妆品以及轻化工行业。
微晶纤维素有两种主要形式:细粉末和胶体状。前者用于吸附剂或粘合剂,后者作为液体中的分散剂。粉末状微晶纤维素的应用范围是作为抗结块剂,它有防结块和帮助流动的作用。另外,微晶纤维素还是食品中非营养部分,用作健康食品中的食用纤维。作为功能食用纤维,微晶纤维素可起到诸多保健作用。微晶纤维素有吸油特性,所以粉末化的微晶纤维素还被用作香精和香料油的载体。另外,它常被用于某些挤出食品的助流剂。胶体状微晶纤维素的多功能性表现在:乳化和泡沫稳定性;高温下稳定性;非营养性填充物和增稠剂;液体的稳定和胶化剂;改善食品结构;悬浮剂;冷冻甜食中控制冰晶形成。 随着科技的发展，为了更大程度降低成本，有效利用资源和加强环保，人们也在不断研究采用更好的原料和更好的方法来生产微晶纤维素，并进一步探究其可能的用途。 1.微晶纤维素的理化性质 MCC 的用途广泛,用以描述的指标很多,主要有聚合度、结晶度、粒度、吸水值、润湿热、比表面积、填积密度、过滤指数和特性粘数等。
再生纤维具有优良的吸湿性、穿着舒适性，是纺织服装业最理想、最有开发潜力的纺织原料。 再生纤维概述： 1.Tencel纤维 Tencel纤维是以针叶树为主的木浆、水和溶剂氧化胺混合，加热至完全溶解，在溶解过程中不会产生任何衍生物和化学作用，经除杂而直接纺丝，其分子结构是简单的碳水化合物。Tencel纤维在泥土中能完全分解，对环境无污染；另外，生产中所使用的氧化胺溶剂对人体完全无害，几乎完全能回收，可反复使用，生产中原料浆粕所含的纤维素分子不起化学变化，无副产物，无废弃物排出厂外，是环保或绿色纤维。该纤维织物具有良好的吸湿性、舒适性、悬垂性和硬挺度且染色性好，加之又能与棉、毛、麻、腈、涤等混纺，可以环锭纺、气流纺、包芯纺，纺成各种棉型和毛型纱、包芯纱等。 2.Modal纤维 Modal纤维是一种全新的纤维素纤维，Modal纤维的原料来自于大自然的木材，使用后可以自然降解。由于这类纤维是采用天然纤维素为原料，具有生物将解性，并且在纤维生产过程中不产生类似粘胶县委的严重污染环境问题，是21世纪的新型环保纤维。Modal纤维价格是Tencel纤维的一半，系第二代再生纤维素纤维。Modal纤维可与多种纤维混纺、交织，发挥各自纤维的特点，达到更佳的服用效果。Modal纤维面料吸湿性能、透气性能优于纯棉织物，其手感柔软，悬垂性好，穿着舒适，色泽光亮，是一种天然的丝光面料。 3.大豆蛋白纤维 大豆蛋白纤维是以出油后的大豆废粕为原料，运用生物工程技术，将豆粕中的球蛋白提纯，并通过助剂、生物酶的作用，使提纯的球蛋白改变空间结构，再添加羟基和氨基等高聚物，配制成一定浓度的蛋白纺丝液，用湿法纺丝工艺纺成。豆粕是油脂车间的副产品，在我国资源十分吩咐，属废物综合利用，资源取之不尽，用之不竭。大豆蛋白纤维可称为新世纪的“绿色纤维”。由于大豆蛋白纤维外层基本上是蛋白质，与人体皮肤亲和性好，且含有多种人体所必须的氨基酸，具有良好的保健作用。在大豆蛋白纤维纺丝工艺中加入定量的有杀菌消炎作用的中草药与蛋白质侧链以化学键相结合，药效显著且持久，避免了棉制品用后整理方法开发的功能性产品，其药效难以持续的缺点。大豆蛋白纤维织物手感柔软、光滑，具有良好的吸湿透气性，有真丝般的光泽，抗皱性优于真丝，尺寸稳定性好。 4.竹纤维 竹纤维是继大豆蛋白纤维之后我国自行开发研制并产业化的新型再生纤维素纤维，竹纤维分竹素纤维和竹原纤维。竹素纤维是以毛竹为原料，在竹浆中加入功能性助剂，经湿法纺丝加工而成。竹原纤维是将毛竹经天然生物制剂处理后所制取的纤维。作为纺丝原料的竹浆粕，来源于速成的鲜竹，资源十分丰富。其废弃物土埋、焚烧不会造成环境污染，属于环保型纤维，满足绿色消费的需求。竹纤维是性能与粘胶纤维相类似，竹纤维织物具有良好的吸湿、透气性，其悬垂性和染色性能也比较好，有蚕丝般的光泽和手感，且具有抗菌、防臭、防紫外线功能
片剂常用辅料——微晶纤维素（MCC）简介 北京大学药学院微晶纤维素( Microcrystalline cellulose, MCC) 是天然纤维素经稀酸水解至极限聚合度( LOOP) 的可自由流动的极细微的短棒状或粉末状多孔状颗粒,颜色为白色或近白色, 无臭、无味, 颗粒大小一般在20~ 80 L m, 极限聚合度( LODP) 在15~ 375; 不具纤维性而流动性极强。不溶于水、稀酸、有机溶剂和油脂, 在稀碱溶液中部分溶解、润涨, 在羧甲基化、乙酰化、酯化过程中具有较高的反应性能。由于具有较低聚合度和较大的比表面积等特殊性质, 微晶纤维素被广泛应用于医药、食品、化妆品以及轻化工行业。1 评价微晶纤维素性质的物化指标有很多。常用的主要有结晶度、聚合度、结晶形态、吸水值、润湿热、粒度、容重、比表值、流动性、凝胶性能、反应性能、学成分等。2在制药工业中，微晶纤维素常用作吸附剂、助悬剂、稀释剂、崩解剂。微晶纤维素广泛应用于药物制剂，主要在口服片剂和胶囊中用作稀释剂和粘合剂，不仅可用于湿法制粒也可用于干法直接压片。还有一定的润滑和崩解作用，在片剂制备中非常有用。 由于微晶纤维素分子之间存在氢键，受压时氢键缔合，故具有高度的可压性,，常被用作于黏合剂；压制的片剂遇到液体后,，水分迅速进入含有微晶纤维素的片剂内部, 氢键即刻断裂, 所以可作为崩解剂。因此, 它是片剂生产中广泛使用的一种辅料, 能够提高片剂的硬度。例如，在制备利福平药片中可用MCC与淀粉(6.25:1质量比) 和各种原料混合均匀后直接压片, 产品在lm in 内崩散成雾状. 而且在有效期内含量不变,并能很好地提高药物稳定性。又如, 由于加人微晶纤维素, 醋酸泼尼松与醋酸黄连素(盐酸小劈碱) 片剂的溶出度提高到80% 以上。用微晶纤维素做辅料压片时不需经过传统的造粒过程, 例如在制备咳必清药片中由于加人了MCC , 解决了咳必清湿法造粒压片易吸潮而出现的严重黏冲现象, 并且崩解迅速。 微晶纤维素也可用作药品的缓释剂。缓释过程是由活性物质进人载体的多孔结构. 活性物质被分子间氢键包含, 干燥后活性物质被固定。活性物质释放时由于水在聚合物载体的毛细管系统内扩散引起润胀, 载体经基和被固定的活性物质之间的化合键被破坏, 活性物质缓慢地释放出来。 微晶纤维素粉末在水中能形成稳定的分散体系, 将其与药物配合可制成奶油状或悬浮状的药液, 同时还可用作胶囊剂。微晶纤维素在水中经强力搅拌生成凝胶,也可用于制造膏 1何耀良，廖小新，黄科林，吴睿等微晶纤维素的研究进展化工技术与开发2010 年1 月 2曹永梅，黄科林等微晶纤维素的性质、应用及市场前景企业科技与发展2009年第12 期