纳米纤维素的制备

一种纤维素纳米纤维水凝胶及其制备方法【原创实用版5篇】《一种纤维素纳米纤维水凝胶及其制备方法》篇1一种纤维素纳米纤维水凝胶，其特征在于，包括以下步骤：1. 将纤维素纳米纤维浸泡在溶剂A中，然后过滤、洗涤，以去除其中的溶剂A，得到纤维素纳米纤维悬浮液；2. 将纤维素纳米纤维悬浮液浸泡在含有溶剂B的溶液中，然后在室温下搅拌一定时间，得到纤维素纳米纤维水凝胶。

可选地，所述溶剂A为水或乙醇，所述溶剂B为水或乙醇。

可选地，所述纤维素纳米纤维的重量比为0.1-10重量％，所述溶剂A的重量比为1-50重量％，所述溶剂B的重量比为1-50重量％。

可选地，所述纤维素纳米纤维的尺寸为1-100纳米。

可选地，所述制备方法还包括将纤维素纳米纤维水凝胶在溶剂C 中浸泡、过滤、洗涤的步骤，其中所述溶剂C为水或乙醇。

《一种纤维素纳米纤维水凝胶及其制备方法》篇2一种纤维素纳米纤维水凝胶，其制备方法包括以下步骤：1. 纤维素纳米纤维的制备：将纤维素粉末、溶剂、水以及催化剂混合均匀，然后将混合物在一定的温度和压力下进行喷雾干燥，得到纤维素纳米纤维；2. 水凝胶的制备：将纤维素纳米纤维、交联剂、水和溶剂混合均匀，然后在一定的温度下进行搅拌，直到水凝胶形成。

《一种纤维素纳米纤维水凝胶及其制备方法》篇3纤维素纳米纤维（CNF）水凝胶是一种具有广泛应用前景的生物材料，可用于药物输送、组织工程和生物传感器等领域。

目前，制备纤维素纳米纤维水凝胶的方法主要包括化学交联法、自组装法和原位聚合法等。

其中，化学交联法是通过引入化学交联点来制备三维网络结构的水凝胶，这种方法通常需要使用大量的交联剂，且操作繁琐。

自组装法是通过控制CNF的表面性质或溶液性质来诱导CNF自组装成水凝胶，这种方法无需额外添加交联剂，但制备过程相对复杂。

原位聚合法则是在制备水凝胶的过程中，通过控制反应条件使CNF与生物活性分子共聚形成水凝胶，这种方法可以有效地将生物活性分子引入水凝胶中。

浅谈纳米纤维素制备及壳聚糖/NCC复合膜的性能研究本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！随着经济的不断发展，资源短缺逐渐显露，人们开始关注环境问题，环保、绿色成为人们关注的焦点。

无论是在生活的哪个方面，环保变得越来越重要。

在包装方面也是如此。

研究人员探索研制更为环保、绿色的包装材料，以满足社会和环境的需要。

所以，人们将目光转移到了天然可再生的高分子材料上，掀起了天然可再生的高分子材料研究与应用的狂潮。

在众多天然且可再生的高分子材料当中脱颖而出的当属纤维素和壳聚糖。

纳米纤维素是一种直径为1～100nm，长度为几十到几百纳米的刚性纤维素。

现代研究已表明，纳米纤维素具有许多优良性能，如比表面积较大、结晶度高、亲水性好、模量高、强度高、结构超精细和透明性好等，这些优异的性能使其在食品、医药、造纸、纺织及新材料制备等方面具有很好的应用前景。

纳米纤维素是天然生物材料，也是环境友好型的可再生资源，用纳米复合包装材料代替人工合成的包装材料具有广阔的应用前景。

加之壳聚糖具有可降解性和食品包装安全性，将它和纳米纤维素复合，可以极大地提高两种材料在包装方面的综合性能。

壳聚糖已在包装领域有所应用，而纳米纤维素在包装领域应用的研究还处于起步阶段。

本研究将以废弃瓦楞纸板作为来源进行纳米纤维素的制备及与壳聚糖共成膜的性能进行研究，以期扩大可利用的资源及废弃物的高效回收利用。

1试验部分材料瓦楞纸板来自废弃包装纸箱，为B型瓦楞;杨木浆板，厚2mm;浓硫酸(化学纯，含量≥%～%)，北京化工厂;去离子水，生化专用。

壳聚糖(脱乙酰度%～%，～，黏度50～800mPa·s)，国药集团化学试剂有限公司;冰醋酸(分析纯)，北京化工厂;丙三醇(分析纯)，北京化工厂。

制备方法纳米纤维素的制备将瓦楞纸板及杨木浆板与质量分数为60%硫酸按质量比为1∶25，放入三口瓶中在40℃下水解4h。

硫酸水解微晶纤维制备纳米纤维素及其性能表征*通过硫酸水解和超声结合的方法，把微晶纤维素制备成纳米纤维素，采用56%的硫酸把微晶纤维素在40℃水浴水解1h，再用80%的功率超声3h，制得的纳米纤维素的固含量为1.70%，粒径分布在70nm-1500nm之间，电镜照片下呈棒状。

标签：纳米纤维素；制备；粒径；形貌分析；性能表征目前，纳米纤维素的原料来源众多，可通过物理、化学、生物等多种方式制成得到[1-2]，文章中纳米纤维素是采用硫酸水解微晶纤维（MCC）的方法制成，微晶纤维素的长度大于1？滋m，它是由纤维素晶须聚集成的，纤维素晶须是纤维素在经过酸解和超声处理后不定形区断裂产生的一种棒状材料，在干燥时纤维素晶须之间的氢键会相互作用使之聚集就形成了微晶纤维素[3-6]。

采用一定量的微晶纤维素缓缓放入浓度为56%的硫酸溶液中，进行热水浴处理，直到微晶纤维刚好全部水解在硫酸中，用离心机进行离心洗涤，得到的溶液装入透析袋中透析2-3天，然后使用超声波破碎仪将纤维素颗粒变小，最后冷冻干燥得到纳米纤维素固体粉末状颗粒，对得出的样品进行粒径分析与形貌分析。

研究纳米纤维素的微观特征。

1 实验原料与仪器1.1 实验原料MCC（微晶纤维素），柱层析97%（上海金穗生物科技有限公司）；硫酸，分析纯98%（南京化学试剂有限公司）；25L蒸馏水（自制）1.2 实验仪器数显三用恒温水箱，HH-600（金坛市国旺实验仪器厂）；离心机，TDL-40B （上海安亭科学仪器厂）；超声破碎仪，BILON-500（上海比郎仪器有限公司）；冷冻干燥机，LGJ-10C（北京四环科学仪器厂）；激光粒度分析仪，Winer2005（济南微纳仪器有限公司）；电热恒温鼓风干燥箱，DHG-9523A（上海精宏实验设备有限公司）；热场发射扫描电子显微镜，JSM-7600F（日本电子株式会社）2 制备纳米纤维素步骤2.1 酸处理称取4份10gMCC，量取4份100ml的浓度为56%的浓硫酸，将MCC缓缓放入硫酸中，加入MCC的同时要不断震荡锥形瓶中的硫酸，防止MCC在里面结块，导致后面不易水解，然后进行热水浴处理，水浴温度设置为40℃，水浴时间50min-60min，直到刚好MCC全部水解。

63中国粉体工业 2019 No.4粉体材料相关知识（一）纳米纤维素是通过化学、物理、生物或者几者相结合的手段处理纤维得到的直径<100nm，长度可到微米的纤维聚集体。

1.纳米纤维素简介纳米纤维素是通过化学、物理、生物或者几者相结合的手段处理纤维得到的直径<100nm，长度可到微米的纤维聚集体。

它们具有优异的机械性能、巨大的比表面积、高结晶度、良好的亲水性、高透明度、低密度、良好的生物可降解性与生物相容性以及稳定的化学性质，纤维素表面裸露出大量羟基，使纳米纤维素具有巨大的化学改性潜力。

因此，纳米纤维素在生物制药、食品加工、造纸、能源材料、功能材料等领域的应用研究日益受到人们的重视。

纳米纤维素通常还被称为纤维素纳米晶体(cellulose nanocrystals，CNCs；canocrystalline cellulose，NCC)、纳米纤丝纤维素(nanofibrillated cellulose，NFC)、纤维素纳米晶须(cellulose nanowhisker，CNW)、纤维素纳米颗粒(cellulose nanoparticle，CNP)等。

图1 自然界中几种纤维素来源图2 纤维素化学结构式按照纳米纤维素的形貌、粒径大小及原料来源的不同，纳米纤维素主要分为3种类别，如表1所示。

如果在分子水平上对纤维素纳米结构进行设计与剪裁，调控纤维素纳米结构的形成，选择性构筑并组装出纳米结构的纤维素功能材料，发展可控制造纤维素材料纳米结构的定向设计与构筑的理论和方法，在此基础上研发出绿色、高效制备纤维素高值化材料的方法具有重要的研究意义。

中国粉体工业 2019 No.464图3 纳米纤维素制备的两种主要方法图4 制备纳米纤维素的机械处理方法2.2 化学法纤维原料来源不同，得到的纳米纤维素尺寸分布也不同：以棉花、木材、微晶纤维素为原料制备的纳米纤维素粒径分布较窄，宽度5～10 nm，长度100～300 nm，结晶度较高；以细菌、被囊类动物纤维为原料制备的纳米纤维素粒径分布较宽，宽度5～60 nm，长度几微米。

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。

制备cmc-na的原理制备CMCNA（羧甲基纤维素纳米纤维）的原理涉及以下几个方面：首先是纤维素的提取和纳米纤维的制备，然后是羧甲基化处理和纤维素纳米纤维的制备。

纤维素是一类广泛存在于植物细胞壁中的天然高分子化合物，其化学结构主要由连续的β-1,4-葡萄糖基单体构成的纤维素链组成。

在纳米尺度下，纤维素可以表现出多种独特的特性，如高比表面积、高比强度、优异的力学性能和可再生等。

因此，纤维素纳米纤维在许多领域具有广泛的应用前景，如纳米复合材料、纳米纤维膜、生物医学材料等。

制备纤维素纳米纤维的方法有很多，包括机械法、化学法、生物法和电纺法等。

常见的方法有机械法和电纺法。

机械法是通过机械剪切、研磨和高压解聚等方式将纤维素颗粒分解为纳米尺寸的纤维，然后通过离心、过滤和干燥等步骤获得纤维素纳米纤维。

电纺法是通过高电压电场作用下使纤维素溶液中的纤维素链产生电荷耦合，从而形成纳米尺度的纤维，再通过静电纺丝装置将纤维抽拉成纤维素纳米纤维。

接下来，在制备纤维素纳米纤维的基础上，利用化学修饰方法对其进行功能化羧甲基化处理。

这是因为纤维素分子表面带有大量的羟基（-OH）官能团，其亲水性很强，使其在水中难以溶解和处理。

羧甲基化是通过将纤维素分子的羟基官能团与甲酸酐反应，部分或完全取代为羧甲基（-COOH）官能团，从而赋予其良好的溶解性和改性能力。

羧甲基化的条件和方法可根据实际需要进行调整，如反应温度、反应时间和甲酸酐用量等。

最后，利用羧甲基化的纤维素分子，可以通过静电纺丝、溶液旋涂、纳米压延等方法制备纤维素纳米纤维。

其中，静电纺丝是一种常用的制备方法，它通过静电场作用下将溶解的纤维素纳米纤维抽拉成纤维，并在集电极上形成纤维素纳米纤维薄膜。

溶液旋涂是将纤维素纳米纤维溶解在有机溶剂中，通过旋涂或喷涂的方式在基底上形成薄膜。

纳米压延是将纤维素纳米纤维与其他材料混合，经过热压或冷压的方式将其制备成薄片或板材。

综上所述，制备CMCNA的原理主要包括纤维素的提取和纳米纤维的制备、羧甲基化处理和纤维素纳米纤维的制备。

纳米纤维素高的长径比
纳米纤维素是由木质纤维素微晶颗粒通过机械磨碎和酸解等处理方法制得的一种纳米级别生物质材料，具有天然、无毒、可再生等特点，其主要成分是β-葡聚糖，是植物细胞壁的重要组成部分。

纳米纤维素具有较高的长径比，约为1000:1，甚至更大。

这种高的长径比赋予纳米纤维素独特的性质和应用潜力。

具体来说，纳米纤维素的高长径比可以带来以下影响：
1.增强材料强度：纳米纤维素在复合材料中的加入可以有效地提高其强度和硬度，使其具
有更好的机械性能。

这是因为纳米纤维素的长径比大，可以在基体中形成有效的应力传递网络，从而提高复合材料的力学强度。

2.提高比表面积：纳米纤维素的高长径比意味着它具有更大的比表面积，即单位体积内的
表面积更大。

这使得纳米纤维素在作为填料或增强剂时，与基质的接触面积更大，有利于两相之间的相互作用和复合材料的性能提升。

3.易于形成团聚：尽管纳米纤维素的高长径比有利于其在复合材料中的应用，但其树枝状
的网络结构也容易导致在聚合物基体内形成团聚作用，形成应力缺陷。

因此，在制备纳米纤维素复合材料时，需要采用适当的分散和分散稳定技术，以防止纳米纤维素的团聚。