高压均质机制备纳米纤维素

浅析纳米纤维素的制备方法摘要：纳米纤维素是一种可降解、可再生、高强度、高模量材料，作为增强相在热塑性塑料改性领域有着巨大的应用潜力，纳米纤维素的制备进行分析与研究。

关键词：纳米纤维素；制备；方法前言纤维素是一种分子刚性大且不溶于水的天然高分子，通常与植物细胞壁上的木质素与半纤维素相结合，是维持植物细胞壁结构的一种重要物质。

由于纳米纤维素具有高强度以及高模量的特点，因此，能够作为增强相应用于聚合物的增强改性。

而纳米纤维素本身表现出高亲水性，使得其最初多应用于水溶性聚合物的增强改性。

随着人们对纳米纤维素认识的不断加深以及对其应用的期待不断提升，纳米纤维素作为热塑性塑料的一种增强相越来越得到研究人员的重视。

1机械法机械法主要是通过强烈物理剪切力使得纤维素去纤化，然后分离出纳米纤维素纤维（CNF），见图1。

常用的机械处理方法有高压均质法、研磨法、球磨法、蒸汽爆破法等。

第一种方法是使用离子液体([Bmim]Cl)对甘蔗渣进行预处理，将预处理过的甘蔗渣纤维素在高压均质机中循环处理 30 次，成功分离出纳米纤维素；第二种方法：在常温常压下，以膨润过的软木浆为原料，通过球磨的方法制备出了平均直径小于 100nm 的纳米纤维素。

实验过程采用了控制变量的方法，探究了各因素对纳米纤维素制备的影响规律。

结果表明，球磨球的大小对最终纳米纤维素的形态和尺寸影响很大；第三种：以未漂白的甘蔗渣为原料，经木聚糖酶和冷碱预处理，去除部分半纤维素，将部分纤维素 I 转化为纤维素 II。

通过超微粉碎和高压均质，得到了纤维素纳米纤维。

同时发现，木聚糖酶预处理可以改善纳米纤维在机械处理过程中的分散性，同时提高其结晶度。

随着碱浓度的增加，晶体结构改变，这对其热稳定性会产生影响。

图1常见的机械物理制备纳米纤维素的方法机械物理法制得的纳米纤维素长径比高，柔韧性好，但是往往存在着尺寸较大、分布不均匀等问题，所以需要采用不同的方法对纤维素原料进行预处理。

纳米纤维素的制备及应用左艳;刘敏【摘要】综述了纳米纤维素的来源及制备以及其在各个领域的应用,为其进一步开发利用提供一定的参考.【期刊名称】《纺织科技进展》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】4页(P13-16)【关键词】纳米纤维素;制备;应用【作者】左艳;刘敏【作者单位】四川大学建筑与环境学院,四川成都610065;四川大学建筑与环境学院,四川成都610065【正文语种】中文【中图分类】TS102.51纤维素是自然界的丰富可再生产物之一，棉花、木材、农业废弃物等都是纤维素的来源，纤维素已经广泛应用于诸多行业，如废水处理，医药，造纸，建筑等行业。

纳米纤维素是纤维素的物理最小结构单元，是指直径在1～100 nm之间的纤维。

纳米纤维素质轻，可降解且具有杨氏模量高，聚合度高，结晶度高，强度高，比表面积大等优势，这使其在诸多领域都有很好的应用。

现在的环保意识逐渐增强，与其他纳米材料相比，纳米纤维素生物相容性好，可生物降解，可再生，反应活性高等优势使对纳米纤维素的利用研究越来越多。

为更好的制备和应用纳米纤维素，本文综述了纳米纤维素的制备方法及其应用。

纳米纤维素主要来源于纤维素，纤维素来源又分为植物纤维素，细菌纤维素，人工合成纤维素。

植物纤维素主要来自富含纤维素的植物如棉花，木材，禾草类植物(稻草，玉米秆，芦苇，竹纤维等)，韧皮纤维植物(大麻，剑麻，亚麻等)，农作物废弃物(秸秆，蒿草等)以及这些植物的加工产物如木浆，草浆等[1]。

细菌纤维素是通过微生物代谢糖源得到的高纯度纤维素，研究发现木醋杆菌能产生纤维素[2]。

除木醋杆菌可以生产细菌纤维素外，假单细胞杆菌属和固氮菌属等菌属种某些特定的细菌也能产生细菌纤维素。

纳米纤维素可以通过物理方法，化学方法，生物方法以及物理化学方法结合在一起的方法由纤维素制得，也可以通过静电纺丝等方法制得。

1.1 物理方法物理方法主要是将原材料进行机械处理，包括高压均质方法，高速搅拌法，热压法，研磨，冷冻粉碎，超声波处理等。

纳米纤维素合成方法及其在复合材料领域的应用论文纳米纤维素包含纳米纤维素晶体、纳米纤维素纤维和细菌纳米纤维素 3 种类型。

由于其具有高强度、大比外表积、高透明性等优良性能，成为目前纳米材料领域研究的热点。

本文综述了近年来国内外纳米纤维素的主要制备方法，并对纳米纤维素在复合材料领域中的应用研究进展了总结。

纳米纤维素；制备；纳米复合材料；应用。

Abstract: There are three types of nano cellulose: nano crystalline cellulose,nano cellulose fiber and bacterial nano cellulose. Due to itshigh strength,high specific surface area,high transparency and other excellent properties,nano cellulose bees one of the hotspots in ma-terial research field. This paper reviewed the recent progress in its preparation methods,and its application in the field of posite materi-als.Key words: nano cellulose; preparation; nano posite materials; application.纤维素（ Cellulose）是一种天然高分子化合物，已经成为人类社会不可或缺的重要资源。

纤维素主要植物（如棉、麻、木、竹等） ,与合成高分子材料相比，具有可再生、可降解、本钱低廉、储量丰富等优点。

纳米纤维素（ Nano Cellulose,NC）是指直径在1 ~100 nm,具有一定长径比，化学成分为纤维素的纳米高分子材料。

纳米纤维素气凝胶的制备与应用孙镇镇/文【摘要】气凝胶作为世界上最轻的固体之一，一经发现便引起了专家学者的争相研究，纳米纤维素基气凝胶在具备传统气凝胶特性的基础上融入了纳米纤维素的可再生、低密度、低生物降解性、低成本和无毒等特性成为了继无机气凝胶和有机聚合物气凝胶后的新一代气凝胶材料。

本文介绍了纳米纤维素的基本特性，对纳米纤维素气凝胶的制备方法进行了重点阐述，最后对其应用进行了展望。

【关键词】纳米纤维素气凝胶；特性；制备方法；应用气凝胶作为世界上最轻的固体之一，一经发现便引起了专家学者的争相研究，其种类也得到了极大的丰富，有硅系、碳系、硫系、金属氧化物系以及金属系等。

纳米纤维素基气凝胶在具备传统气凝胶特性的基础上融入了纳米纤维素的可再生、低密度、低生物降解性、低成本和无毒等特性成为了继无机气凝胶和有机聚合物气凝胶后的新一代气凝胶材料。

纳米纤维素是指直径小于100nm，长度可从几百纳米到微米级别的纤维素聚集体[1]。

以形态分，纳米纤维素主要分为纳米微晶纤维素（部分文献中也称为纳米纤维素晶须，通常记为NCC或者 CNC）和纳米微细化纤维素（有时也被称为微米微细化纤维，通常记为 NFC，CNF或者 MFC）两类。

1.纳米纤维素的基本特性纤维素分子链通过氢键结合构成具有结晶区和无定型区的原纤丝，进而聚集成微纤丝。

分离微纤丝、提取纤维素结晶可得到直径小于100nm的纳米纤维素。

纳米纤维素尺寸小，却具有优良的力学性能以及热学性能。

在力学性能方面，纳米纤维素弹性模量高（大于140GPa）、密度低，导致其单位质量弹性模量甚至高于钢铁、铝等常用金属建筑材料[2]。

1.1自组装性能自组装性能是纳米纤维素的一个重要特性，纳米纤维素表面存在大量带电官能团（如磺酸基、羧基），因而可均匀稳定地分散在水中连续地从纳米纤维素水溶液中去除水分可使纳米纤维素以一定的构型排列，最小化纳米纤维素间的静电作用力，自组装成液晶。

1.2负抗磁各向异性纳米纤维素具有负抗磁各向异性，在外界电场、磁场作用力以及剪切力引导下可有序排列。

文章编号:１００１Ｇ９７３１(２０１６)０１Ｇ０１０４９Ｇ０４预处理对高压均质法制备微纤化纤维素结构与性能的影响∗郭㊀婷,裴㊀莹,郑学晶,汤克勇(郑州大学材料科学与工程学院,郑州４５００５２)摘㊀要:㊀分别采用超声分散和机械搅拌两种方法预处理碱液中的微晶纤维素,再在１２００b a r压力下通过高压均质法制备了微纤化纤维素,并研究了两种预处理方法对微纤化纤维素结构与性能的影响.通过对扫描电子显微镜(S E M),傅里叶红外光谱(F TＧI R),X射线衍射(X R D)和热性能的分析表明,所得到的微纤化纤维素仍保持微晶纤维素的基本化学结构和晶型,但长径比增大了,热降解活化能降低了.其中,超声辅助处理的微纤化纤维素(M F CＧ２)分散更均匀,结晶度最大,说明这种预处理方法更利于形成分子排列规整度较高的聚集态结构.关键词:㊀微晶纤维素;超声分散;机械处理;高压均质;微纤化纤维素中图分类号:㊀T B３０３文献标识码:A D O I:１０．３９６９/j．i s s n．１００１Ｇ９７３１．２０１６．０１．０１０１㊀引㊀言１９８３年,T u r b a k等[１]首次使用G a u l i n均质器开发了一种新型纤维素产品,即微纤化纤维素(m i c r o f iＧb r i l l a t e d c e l l u l o s e s,简称M F C).M F C是由天然木质纤维通过化学或机械方法制得的纳米微纤,其长径比较高,微纤间通过氢键易形成微纤网络结构,是一种备受关注的生物质纳米材料.目前,M F C的制备方法主要有机械法㊁酸法与酶解法等[２].其中,机械法主要采用高压均质的物理方法,此方法操作简单且环境友好.高压均质法的机理是纤维悬浮液在狭小的机械力作用空间内,受到来自高压引起的剪切力作用,使纤维素微纤纵向彼此分离实现微纤化,以获得具有纳米结构的M F C.这种强烈机械力作用的均质过程通常需要重复多次,耗能较大.为使微纤化能顺利进行,对纤维素进行预处理就显得十分必要.预处理方式及条件㊁纤维素的活化状况不同,对高压均质后M F C的结构与性能均产生重要影响.S a i t o等[３Ｇ４]使用四甲基哌啶的氧化体系,将羧基和醛基接枝到纤维表面.Pääk kö, H e n r i k s s o n等[５Ｇ６]通过内切葡聚糖酶预处理,增加了纤维的润涨作用,有利于纤维的分解.W e i㊁T i s c h e r 等[７Ｇ８]发现,超声波辅助制备的纤维素结构发生了变化,可使纤维素活化,提高可及度.本文采用超声分散和机械搅拌两种方法对碱液中的微晶纤维素进行预处理,探讨了预处理方法对高压均质法制备微纤化纤维素结构与性能的影响.２㊀实㊀验２．１㊀试剂与仪器微晶纤维素(M C C),聚合度２６０,药用级,曲阜市天利药用敷料有限公司;氢氧化钠,分析纯,天津市科密欧化学试剂有限公司;A P V１０００/２０００型高压均质机,斯必克流体技术有限公司;K QＧ２５０B型超声处理器,超声频率４０k H z,功率２５０W,昆山市超声仪器有限公司.２．２㊀实验过程称取６g M C C分散于１８０m L,１０％(质量分数)的氢氧化钠中,得到M C C碱性分散液.将分散液置于频率４０k H z,功率２５０W的超声处理器中进行超声处理２h后,将此分散液在１２００b a r的压力下均质３０次,所得M F C样品标记为M F CＧ２.将M C C的碱性分散液在６０ħ,３００r/m i n的转速下搅拌２h,经相同均质条件处理后所得M F C样品标记为M F CＧ３.将不经任何预处理,直接均质所得的微纤化纤维素标记为M F CＧ１,作为实验对照.２．３㊀测试与表征将试样经冷冻干燥并表面喷金后,采用J S MＧ７５００F型场发射扫描电子显微镜观察其表面形态,加速电压为３k V.将试样研碎成粉末,于盛有P２O５的干燥器中充分干燥.采用K B r压片法制备红外表征样品,利用T h e r m oN i c o l e t I R２００型傅里叶红外光谱仪分析对比均质前后纤维素的红外谱图.利用X P e r tP r oX射线衍射仪分析试样结晶的结构.测试采用C u靶,辐射λ为０．１５４１７８n m,扫描范围(２θ)为３~６０ʎ,步宽０．０３３ʎ.根据以下公式计算结晶度(X c)X c＝(I１０１－－I a m)/I１０１－ˑ１００％(１)㊀㊀其中,I１０１－为晶体(１０１－)面的吸收强度,I a m为无定形区吸收强度[１１].９４０１０郭㊀婷等:预处理对高压均质法制备微纤化纤维素结构与性能的影响∗基金项目:国家自然科学基金资助项目(５１３７３１５８);河南省科技创新杰出人才资助项目(１４４２００５１００１８)收到初稿日期:２０１５Ｇ０３Ｇ１５收到修改稿日期:２０１５Ｇ０６Ｇ２０通讯作者:汤克勇,EＧm a i l:k y t a n g＠z z u．e d u．c n 作者简介:郭㊀婷㊀(１９８７－),女,呼和浩特人,在读博士,师承汤克勇教授,从事高分子材料研究.㊀㊀采用T G A/D S C１/１６００型同步热分析仪测量氮气气氛保护下试样的热失重,升温速度为２０ħ/m i n,扫描温度范围２５~８００ħ.采用K i s s i n g e r法计算处理前后试样的热降解活化能.该方法假定热降解曲线的峰值处的反应速率最大,且反应服从动力学方程,其表达式为l n(β/Tα２)＝l n(A R/Eα)－Eα/R T(２)㊀㊀式中,Eα为活化能,k J/m o l;A为指前因子;R为气体常数,８．３１４J/(K m o l);β为加热速率,K/m i n;α为转化率,即样品在时间t时已经反应的分数;Tα为转化率为α时的温度.由l n(β/Tα２)与１/T的拟合直线斜率即可求出反应活化能.３㊀结果与讨论３．１㊀形貌表征图１为M C C及M F C试样的扫描电镜图片.根据图１(a)所示,微晶纤维素呈短棒状结构,直径约为１０~３０μm,长度约４０μm,长径比较小.而微纤化纤维素具有微细纤维的外形,直径大约为１００~５００n m,拥有较高的长径比,若干条微纤化纤维素构成了纳米网络结构(如图１(b)Ｇ(d)所示).图１(b)㊁(d)所示M F CＧ１和M F CＧ３纤维表面光滑,部分纤维间发生团聚现象.而不同倍数的M F CＧ２试样如图１(c)所示,微纤维分散更均匀,甚少粘连.超声辅助法制备的M F CＧ２表面出现了裂纹,这是由于超声波空化效应产生的微射流可使细胞壁发生变形[７].这种细胞壁的变形和破坏,极大增加了纤维与碱液的接触面积,在一定程度上使更多碱液渗透至纤维素内部,使具有多级结构的纤维素产生润胀,从而更加有利于微纤化处理.这种独特的三维网状结构作为增强体,可有效地提高基体材料的强度.图１㊀M C C㊁M F CＧ１㊁M F CＧ２和M F CＧ３扫描电镜图F i g１S E M m i c r o g r a p h s o f t h e s a m p l e s:M C C,M F CＧ１,M F CＧ２a n d M F CＧ３３．２㊀红外吸收光谱图２所示为M C C及所得M F C的红外光谱.波数为８９５c m－１的峰对应的是纤维素βＧD葡萄糖基的振动频率[９].１０５９c m－１为C O的伸缩振动,１１６５c m－１处为纤维素C O C不对称伸缩振动的吸收峰,１３１９c m－１附近为酮C C O C骨架振动峰,１４２９c m－１为纤维素 C H２剪式振动吸收峰,１６３８c m－１附近为吸附水分子H O H的弯曲振动吸收峰,２９００c m－１为烷烃C H骨架振动峰.３３７３c m－１附近是分子内羟基O H所形成的氢键的伸缩振动峰[１０].图２㊀M C C和M F C的F TＧI R谱图F i g２F TＧI Rs p e c t r a o fM C Ca n d M F C由图２可知,微晶纤维素所反映的纤维素特征峰在处理前后并无明显变化,说明高压均质处理并没有０５０１０２０１６年第１期(４７)卷改变纤维素基团的基本化学结构.值得注意的是,M F C 的氢键特征峰由３３７３c m －１移到３４３０c m －１处.经过高压均质处理后,纤维素中的多级结构分离成纳米纤维素微纤维,比表面积增大,体系中形成了更多的氢键,因此该特征峰移向高波数[１１Ｇ１２].３．３㊀晶型结晶度分析M C C 及M F C 的X R D 衍射图谱如图３所示,M F C 仍保持M C C 的结晶构型,均属于纤维素Ⅰ型,其结晶晶胞构造相同,都属于单斜晶系.在２θ＝２２ʎ附近出现了(００２)衍射的极大峰值,在２θ＝１６ʎ附近出现为(１０１)衍射面的衍射峰,２θ＝３５ʎ附近是(０４０)面的衍射峰.通过公式(１)计算了４种纤维素的结晶度(表１).图３㊀M C C 和M F C 的X R D 图F i g ３X R D i m a ge s o fM C Ca n d M F C 表１㊀M C C 和M F C 的结晶度T a b l e １T h e c r ys t a l l i n e i n d e xo fM C Ca n d M F C M C C M F C Ｇ１M F C Ｇ２M F C Ｇ３C r y s t a l l i n e t y pe C e l l u l o s e ⅠC e l l u l o s e ⅠC e l l u l o s e ⅠC e l l u l o s eⅠC r ys t a l l i n e i n d e x /％５１．２３９．９５９．３５３．５㊀㊀对比M C C ,均质所得M F C Ｇ１衍射峰强度降低.高压均质作用于纤维素的非晶区和有结晶缺陷的区域,破坏纤维素分子内和分子间氢键,从而降低了纤维素的规整度,使结晶度下降.经过碱处理后,在高压均质得到的微纤化纤维素M F C Ｇ２㊁M F C Ｇ３的衍射峰更加尖锐,衍射强度增大,结晶度较M C C 增加.一方面,碱处理使得纤维素得到了充分的润涨,高压均质的剪切作用就更加充分,使微纤化纤维素的比表面积增大,氢键作用增强,表现在衍射峰强度的增加[１３].另一方面,碱处理破坏了纤维素的无定形区,使结晶度增大[１４].而超声碱处理(M F C Ｇ２)的声空化作用使碱液更大程度地抵达纤维素的羟基,可及度增大,较机械搅拌碱处理试样(M F C Ｇ３)结晶度也更大.因此,超声辅助碱处理更利于形成分子排列规整度较高的聚集态结构.３．４㊀热稳定性分析M C C 及M F C 试样的热失重曲线如图４所示.由图可知,试样的降解分为３个阶段.第一个阶段在５０~１５０ħ出现少量失重,是由于各种形式吸附水的蒸发,吸附水量大约为５％左右;第二阶段试样失重最多(２５０~４００ħ),主要是纤维素分子链断裂,多糖结构被破坏;第三阶段是试样炭化残留物的分解.图４㊀M C C 和M F C 的热重分析F i g ４T Ga n dD T Gt h e r m o g r a ph s o fM C Ca n d M F C 表２㊀M C C 和M F C 的热降解活化能T a b l e２T h e r m a ld e g r a d a t i o na c t i v a t i o ne n e r gi e so f t h e s a m pl e s M C CM F C Ｇ１M F C Ｇ２M F C Ｇ３E α/k J m o l －１２４１．５１５３．０１６２．２１５０．０㊀㊀M C C 的热失重主要发生在３００~３７０ħ之间,失重极值为３５０ħ.与M C C 相比,M F C 的失重峰温度和失重速率都有所降低,结合热降解活化能(表２),发现M F C 的热降解活化能均低于M C C ,说明微纤化后的纤维素热稳定性下降了.M F C Ｇ１的失重峰温度最低,为３３０ħ,且降解速率最快.结合X R D 结果,M F C Ｇ１结晶度较低,无定形区相对较多,趋向于无规整的聚集态结构,使得微纤化纤维素在较低的温度下就开始吸热分解,导致失重峰温度降低[１５Ｇ１６].而M F C Ｇ２㊁M F C Ｇ３的失重峰温度分别为３４２和３４０ħ,降解速率相差不大,较M F C Ｇ１降解缓慢.碱液的润胀破坏了纤维素的无定形区,使其结晶度增大,失重峰温度较高.M F C Ｇ２的热降解活化能大于M F C Ｇ３,结合X R D 结果,M F C Ｇ２的结晶度增大,受热时需要更多的能量才能破坏其纤维结构,表明超声辅助碱处理在一定程度上提高了微纤化纤维素的稳定性.M C C ㊁M F C Ｇ１㊁M F C Ｇ２㊁M F C Ｇ３在５５０ħ后的残余量分别为１４％,２８％,１９％和２１％.其中,M F C Ｇ１的残余量最多,M F C Ｇ２和M F C Ｇ３相差不大,说明通过碱液的润胀,使得纤维素的可及度和反应活性显著提高,在加热过程中降解更加充分.１５０１０郭㊀婷等:预处理对高压均质法制备微纤化纤维素结构与性能的影响４㊀结㊀论以微晶纤维素为原料,采用超声分散和机械搅拌两种方法对碱性条件下的微晶纤维素进行预处理,分别得到不同微纤化纤维素试样.结果表明,所得微纤化纤维素仍保持微晶纤维素的基本化学结构和结晶构型,拥有较高长径比,微纤维间呈网络结构.相对于微纤化纤维素M F C Ｇ１,经碱处理制得的M F C Ｇ２㊁M F C Ｇ３的结晶度增大,热稳定性增强.在超声分散和机械搅拌两种方法中,在碱液中超声分散的微纤化纤维素M F C Ｇ２分散更加均匀,结构更疏松,比表面积更大,更易于形成分子排列规整度较高的晶体.参考文献:[１]㊀T u r b a kF ,S n y d e rW ,S a n d b e r g R．M i c r o f i b r i l l a t e d c e l l u Ｇl o s e ,a n e wc e l l u l o s e p r o d u c t :p r o p e r t i e s ,u s e s ,a n d c o m Ｇm e r c i a l p o t e n t i a l [J ]．J o u r n a lo f A p p l i e d P o l ym e rS c i Ｇe n c e :A p p l i e dP o l y m e r S y m po s i u m ,１９８３,３７:８１５Ｇ２７．[２]㊀C h e n g Q ,W a n g S ,R i a l sT．P h y s i c a l a n d m e c h a n i c a l p r o pＧe r t i e so f p o l y v i n y la l c o h o la n d p o l y p r o p y l e n ec o m p o s i t e m a t e r i a l sr e i n f o r c e d w i t hf i b r i la g g r e ga t e si s o l a t e df r o m r e ge n e r a t e d c e l l u l o s ef i b e r s [J ]．C e l l u l o s e ,２００７,１４(６):５９３Ｇ６０２．[３]㊀S a i t oT ,Y a n a g i s a w aM ,I s o ga iA．T E M P O Ｇm e d i a t e d o x Ｇi d a t i o no fn a t i v ec e l l u l o s e :S E C ＧMA L L Sa n a l y s i so fw a Ｇt e r Ｇs o l ub l ea n dＧi n s o l u b l ef r ac t i o n s i nt h eo x id i ze d p r o d Ｇu c t s [J ]．C e l l u l o s e ,２００５,１２(３):３０５Ｇ３１５．[４]㊀S a i t oT ,H i r o t aM ,R a m u r aN ,e t a l ．I n d i v i d u a l i z a t i o no fn a n o Ｇs i z e d p l a n t c e l l u l o s e f i b r i l sb y d i r e c t s u r f a c e c a r b o x Ｇy l a t i o nu s i n g T E M P O c a t a l ys tu n d e rn e u t r a lc o n d i t i o n s [J ]．B i o m a c r o m o l e c u l e s ,２００９,１０(７):１９９２Ｇ１９９６．[５]㊀P ääk k öM ,A n k e r f o r s M ,K o s o n e n H ,e t a l ．E n z ym a t i c h y d r o l y s i s c o m b i n e d w i t h m e c h a n i c a l s h e a r i n g a n dh i gh Ｇp r e s s u r e h o m o ge n i z a t i o nf o r n a n o s c a l e c e l l u l o s e f i b r i l s a n d s t r o n gg e l s [J ]．B i o m a c r o m o l e c u l e s ,２００７,８(６):１９３４Ｇ１９４１．[６]㊀H e n r i k s s o n M ,H e n r i k s s o nG ,B e r gl u n dL A．A ne n v i r o n Ｇm e n t a l l y f r i e n d l y m e t h o d f o r e n z y m e Ｇa s s i s t e d p r e pa r a t i o n o fm i c r o f ib r i l l a t e dc e l l u l o s e (M F C )n a n o f i b e r s [J ]．E u r o Ｇp e a nP o l ym e r J o u r n a l ,２００７,４３(８):３４３４Ｇ３４４１．[７]㊀T i s c h e r PCSF ,S i e r a k o w s k iM R ,W e s t f a h lH．N a n o s t r u c Ｇt u r a l r e o r g a n i z a t i o no fb a c t e r i a l c e l l u l o s eb y ul t r a s o n i c t r e a t Ｇm e n t [J ]．B i o m a c r o m o l e c u l e s ,２０１０,１１(５):１２１７Ｇ１２２４．[８]㊀L iW ,Y u e J ,L i uS ．P r e p a r a t i o no f n a n o c r y s t a l l i n e c e l l u Ｇl o s e v i a u l t r a s o u n d a n d i t s r e i n f o r c e m e n t c a p a b i l i t yf o r p o Ｇl y (v i n y l a l c o h o l )c o m p o s i t e s [J ]．U l t r a s o n i c sS o n o c h e m Ｇi s t r y ,２０１２,１９(３):４７９Ｇ４８５．[９]㊀A l e m d a rA ,S a i n M．I s o l a t i o na n dc h a r a c t e r i z a t i o no fn a n o f i Ｇb e r s f r o ma g r ic u l t u r a l r e s id ue s Ｇw h e a t s t r a wa n d s o y hu l l s [J ]．B i o r e s o u r c eT e c h n o l o g y ,２００８,９９(６):１６６４Ｇ１６７１．[１０]㊀Y eD a i y o n g ,Y a n g Ji e ．N a n o c e l l u l o s ew h i s k e r s d u a l g r a f t Ｇi n g w i t h a c r y l i c a c i d a n d a c r y l a m i d e f o r C u ２＋a d s o r p t i o n [J ]．J o u r n a lo f F u n c t i o n a l M a t e r i a l s ,２０１４,４５(６):０６００１Ｇ０６００５．[１１]㊀C a oY ,T a n H M．E f f e c t so f c e l l u l a s eo nt h em o d i f i c a Ｇt i o no f c e l l u l o s e [J ]．C a r b o h y d r a t eR e s e a r c h ,２００２,３３７(１４):１２９１Ｇ１２９６．[１２]㊀P i r i t aR ,P a a v oP ,K i r s i S ,e t a l ．T h ee f f e c to fd r y i n gm e t h o do n t h e p r o pe r t i e s a n dn a n o s c a l e s t r u c t u r eof c e l Ｇl u l o s ew h i s k e r s [J ]．C e l l u l o s e ,２０１２,１９(３):９０１Ｇ９１２．[１３]㊀Z h a ng L i n a ,G u o J i ,D uY u m i n g ．M o r ph o l o g y a n d p r o pＧe r t i e s o f c e l l u l o s e /c h i t i n b l e n d s m e m b r a n e s f r o m N a OH /t h i o u r e a a qu e o u s s o l u t i o n [C ]//:C C A S ⅢC h i t i n C h e m i s t r y a n dA p p l i c a t i o nS y m po s i u m ,２００１．２４３Ｇ２４８．[１４]㊀Z h uSD ,W uY X ,Y uZ N ,e t a l ．M i c r o w a v e Ｇa s s i s t e da l k a l i p r e Ｇt r e a t m e n t o fw h e a t s t r a wa n d i t s e n z y m a t i c h yＧd r o l y s i s [J ]．B i o s y s t e m s E n g i n e e r i n g,２００６,９４(３):４３７Ｇ４４２．[１５]㊀G u o R ,D i n g E Y．R h e o l o gi c a lc h a r a c t e r sr e s e a r c ho n n a n o c r y s t a l l i n e c e l l u l o s ec o l l o i d [J ]．P o l y m e r M a t e r i a l s S c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g,２００６,２２(５):１２５Ｇ１２７．[１６]㊀A l e m d a rA ,S a i n M．B i o c o m po s i t e sf r o m w h e a ts t r a w n a n o f i b e r s M o r p h o l o g y ,t h e r m a la n d m e c h a n i c a l p r o pＧe r t i e s [J ]．C o m p o s i t e sS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y,２００８,６８(２):５５７Ｇ５６５．I n f l u e n c e o f p r e t r e a t m e n t o n t h e s t r u c t u r e a n d p r o pe r t i e s o fm i c r of i b r i l l a t e d c e l l u l o s e sG U O T i n g ,P E IY i n g ,Z H E N G X u e j i n g ,T A N G K e y o n g(C o l l e g e o fM a t e r i a l sS c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g ,Z h e n g z h o uU n i v e r s i t y ,Z h e n g z h o u４５００５２,C h i n a )A b s t r a c t :I n t h e p r e s e n t p a p e r ,m i c r o f i b r i l l a t e d c e l l u l o s e (M F C )w a s t r e a t e db y ei t h e rm e t h o d o f u l t r a s o n i c d i s Ｇp e r s i o no rm e c h a n i c a l a g i t a t i o n i n a l k a l i n e c o n d i t i o n s ,f o l l o w e db y t h e p h y s i c a lm e t h o d o f h i g h p r e s s u r e h o m o gＧe n i z a t i o n i n１２００b a r ．B y me a n s of S E M ,F T ＧI R ,X R Da n dT G A ,i tw a s s h o w e d t h a t t h e b a s i c c h e m i c a l s t r u c Ｇt u r e a n d c r y s t a l l i n e c o n f ig u r a t i o n o fM F Cw a s n o t ch a n g e d ,a n d a l k a li t r e a t m e n tw a s c o n d u c i v e t o d e v e l o p M F C w i t hh i g hc r y s t a l l i n i t y ．A f t e r t h eu l t r a s o n i c d i s p e r s i o n ,m i c r o f i b r i l l a t e dc e l l u l o s ed i s p e r s e dm o r eu n i f o r m l y an d e a s i l y f o r m e d a c e l l u l o s e c r y s t a l l i n ew i t hh i g h e r r e g u l a r i t y．K e y w o r d s :m i c r o c r y s t a l l i n e c e l l u l o s e ;u l t r a s o n i cd i s p e r s i o n ;m e c h a n i c a l a g i t a t i o n ;h i g h p r e s s u r eh o m o ge n i z a t i o n ;m i c r of i b r i l l a t e d c e l l u l o s e s２５０１０２０１６年第１期(４７)卷。

专利名称：一种通过超临界-高压均质技术制备秸秆纳米纤维素分散液的方法
专利类型：发明专利
发明人：袁艳萍,朱志龙,宰建陶
申请号：CN202010884970.8
申请日：20200828
公开号：CN111979820A
公开日：
20201124
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种通过超临界‑高压均质技术制备秸秆纳米纤维素分散液的方法，按量称取秸秆粉，将其溶于去离子水中；随后置于超临界反应釜内，调节相应压力、反应时间；泄压取出后即可得到纤维素。

制备纤维素的初级溶液，通过高压均质技术制备纳米纤维素分散液。

本制备方法制备过程不适用有毒、有害溶剂，对环境无污染；产出产物中无毒害残留溶剂；制备的纳米纤维素分散液均匀、分散性好、固含量高、稳定性高；全部制备过程工艺简单，成本低廉，较容易实现产业化放大及工业化规模生产。

申请人：扬州交石新材料科技有限公司
地址：225006 江苏省扬州市广陵区文昌东路99号
国籍：CN
代理机构：北京盛询知识产权代理有限公司
代理人：张海青
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