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纳米纤维素的研究进展

作者:未知

  摘 要:纳米纤维素是指利用生物法、物理法或酸法将纤维素分离并提取出的纳米级纤维素晶体,在食品、药品等行业有着广阔的发展前景,本文综述了海内外纳米纤维素的制备和研究进展。
  关键词:纳米纤维素 ;研究进展 ;制备
  纳米纤维素可分散在水溶液中成为相对稳定的胶体,有天然纤维素的生物降解性、可持续再生性等机能,并可进一步水解、细纤维化,很多性能可媲美高分子复合材料 ,被普遍应用于众多行业。
  本文主要根据海内外的有关文献报道综述了利用不同材料及方法制取纳米纤维素的研究进展。
  一、国内纳米纤维素研究进展
  1.棉短绒纳米纤维素制备研究
  Guan Ying Ting 等研究了棉短纳米纤维素的制备:
  (1)预处理:首先在 80 ℃烤箱中将短棉绒纤维干燥 2 小时并切成 2厘米长 , 后使用粉碎机将其切成长度为0.5毫米的纤维 。
  (2)酸解:取5 g处理过的棉短绒纤维与 300 毫升 64 %的硫酸混合 , 于室温下充分搅匀, 离心以除去酸液 。
  (3)将300毫升蒸馏水和离心产物制成悬浮液 , 置入容积为500毫升的塑料容器。
  (4)将装有悬浮液的容器进行超声处理 , 冰浴冷却避免过热,共4小时。
  (5)离心除去残余硫酸。
  2.竹浆纳米纤维素制备研究
  杨少丽等研究了利用经过硫酸盐法或烧碱法处理过后的竹浆制取纳米纤维素。
  流程为:质量分数为55 %硫酸溶液与一定质量竹浆混合,超声预处理,后在预设温度下水解,获得悬浮液,后离心并洗涤至 pH 6至7,产物进行超声处理并干燥,得纳米纤维素。并进行了了单因素实验并用响应面法进行优化。
  二、国外纳米纤维素研究进展
  国外的纳米纤维素研究开始更早,方法更加多样完善,工艺方法和选用设备也都有所不同,取材也更广且注重环保。
  1.棉花和棉花杆纳米纤维素的制备研究
  Kobra Rahbar Shamskar等研究了利用棉花和棉花秸秆制取纳米纤维素:
  预处理:棉花制取浆液,用过氧化氢法漂白;棉花秸秆制浆制浆,用次氯酸钠漂白。
  纳米纤维素制取:
  1.5g匀浆与50ml 6.5mol硫磺酸在50摄氏度下反应5小时。后加入2.5ml冷水停止反应。超声波处理,并利用离心机3500转每分钟处理15min。后将500毫升蒸馏水加入沉淀混合15min后加入氢氧化钠使溶液呈中性。
  液体状ncc与两倍体积的叔丁醇混合,反应10min后离心取出上清液,ncc搅拌后放入小杯,用冷冻干燥机处理。
  三、结语
  随着科技的发展,纳米纤维素的各种性质得到了广泛而深入地研究,纳米纤维素凭借着它特殊的结构和性质,在化工、材料、食品等领域将有越来越广阔的前景。自然界中存在着大量的纤维素,全世界无时无刻不在产生生物质残渣 ,如这些残渣能够被加以转化而且充分利用,我们将拥有一种廉价而丰富的资源。随着需求量的增大和自然环境的恶化,如何在保护自然环境的基础上多快好省的制取纳米纤维素并拓展其应用范围也成为了新的研究热点。
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