CN100360604C - 易水分散纳米微晶纤维素及其制法和它形成的胶体 - Google Patents
易水分散纳米微晶纤维素及其制法和它形成的胶体 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100360604C CN100360604C CNB031142885A CN03114288A CN100360604C CN 100360604 C CN100360604 C CN 100360604C CN B031142885 A CNB031142885 A CN B031142885A CN 03114288 A CN03114288 A CN 03114288A CN 100360604 C CN100360604 C CN 100360604C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- micro crystal
- nano micro
- cellulose
- microcrystalline cellulose
- crystal cellulose
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Jellies, Jams, And Syrups (AREA)
- Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
- General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
Abstract
本发明涉及一种易水分散纳米微晶纤维素粉末及其制备方法和它形成的胶体。该纳米微晶纤维素粉末，是经表面改性的纳米微晶纤维素中添加有占纳米微晶纤维素重量5%～150%的亲水性胶体，微晶纤维素的粒子尺寸在6.3～100纳米之间。其制法是在经表面改性的纳米微晶纤维素的水分散介质中，添加亲水性胶体并加以均匀分散，然后经过干燥、粉碎而制得。该纳米微晶纤维素易于经水分散形成胶体，不仅分散均匀，且成胶强度大，微晶纤维素保持粒经小的特点，从而使得该材料在食品、医药、造纸、纺织及新材料制备等方面具有广阔的独特应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种易水分散纳米微晶纤维素粉末及其制备方法和它形成的胶体。
技术背景
纤维素是自然界中存在的来源最广泛，取之不尽，用之不竭的可再生资源。在地球上出现石油等不可再生能源的危机之后，对纤维素进行降解，深加工以获得化工原料和中间体一直是各国研究的热点。
超细和纳米纤维素晶体有广泛的用途，可用作食品、医药领域的添加剂和填充剂，也可作为新材料制备中的原料。
在中国发明专利申请(申请号00117261.1，申请号01107523.6)中已披露了用天然纤维素制备具有纤维素I晶型、纤维素II晶型和纤维素I与II混合晶型的纳米纤维素晶体的方法，其外形可呈棒状、球状或椭球状，粒子的尺寸在5～100nm之间。这些纳米纤维素晶体具有异于普通微晶纤维素的物理化学特性，但纳米纤维素具有易于团聚的缺点。
在美国专利3539365中披露了在超细纤维素微晶(粒径最小达微米级)中通过共混加入羧甲基纤维素，以克服超细纤维素微晶因表面氢键作用而发生的团聚。但对于微晶纤维素的粒径小至纳米级时，该专利未作任何涉及。
美国FMC有限公司在中国发明专利CN1317989A中披露了可快速胶溶的新型稳定组合物的制备和用途，它含有磨碎的胶态微晶纤维素湿滤泥饼，与ι-角叉菜胶一同加工干燥；该发明还描述了它在稳定含水食品中的用途。在该专利的权利要求书中没有对所用微晶纤维素的粒径加以说明。在该专利的说明书中，专门指出该发明所述胶态体微晶纤维素其粒径为0.1-10微米，没有涉及粒径小于100纳米的微晶纤维素。
美国食品机械和化工公司在中国发明专利CN1278830A中披露了生产高稳定悬浮液和/或分散体的超细微晶纤维素组合物。该组合物包括有：具有双重功能的研磨剂，即帮助降低微晶纤维素的粒径以及将希望的性能或配料加至其中使用了该组合物的分散体或其它产品中。在该专利的权利要求书中专门指出所用微晶纤维素的平均粒径在0.1-0.7微米的范围内，也没有涉及粒径小于100纳米的微晶纤维素。此外，该专利需要掺混研磨剂，通过机械作用把微晶纤维素磨细至0.1-0.7微米的范围。
在中国发明专利申请02115281.0(公开号CN1386763A，公开日2002年12月25日)中披露了一种易水分散的纳米纤维素晶体及制法。该方法通过纳米微晶纤维素表面进行羧甲基化改性，所得到的纳米微晶纤维素粉末易于水分散，微晶纤维素的外形呈棒状、球状或椭球状，粒子的尺寸在5～100nm之间，颗粒的内部仍为纤维素，既可具有纤维素I晶型、纤维素II晶型，也可具有纤维素I与II的混合晶型。但该方法制得的微晶纤维素成胶后的强度不是很大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有发明中没有涉及易水分散且成胶强度大的纳米微晶纤维素这一不足，提供一种易于水分散并能形成胶体的纳米微晶纤维素粉末，它不但能有效地解决纳米纤维素晶体之间因氢键作用而发生的团聚，更能快速而均匀地再分散在水中并形成稳定的胶体，且成胶强度大。
本发明的另一个目的是提供这种易水分散且成胶性好的纳米微晶纤维素粉末的制备方法。
本发明的再一个目的是提供由该纳米微晶纤维素粉末形成的胶体。
本发明提供的易于水分散并能形成胶体的纳米微晶纤维素粉末，是经表面改性的纳米微晶纤维素中添加有占纳米微晶纤维素重量5％～150％的亲水性胶体，微晶纤维素的粒子尺寸在6.3～100纳米之间。
其中表面改性为对纳米微晶纤维素的表面进行羧甲基化改性、羟乙基化改性、羟丙基化改性或对纳米微晶纤维素的表面进行超声活化改性。
亲水性胶体可以选自葡聚糖、结冷胶、黄原胶、刺槐豆胶、魔芋胶、瓜尔豆胶、阿拉伯胶、黄耆胶、卡拉胶、海藻酸钠、藻酸丙二醇酯、琼胶、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、阳离子淀粉、两性淀粉、羟乙基淀粉、羟丙基淀粉、羧甲基淀粉、羧甲基淀粉钠、环状糊精、明胶、酪朊酸钠、高甲氧基果胶、低甲氧基果胶中的一种或几种不同配比的混合物。
亲水性胶体占纳米微晶纤维素的重量优选15％～75％。
微晶纤维素的粒子尺寸优选30～100纳米。
本发明提供的易于水分散并形成胶体的纳米微晶纤维素粉末，其制备方法是在经表面改性的纳米微晶纤维素的水分散介质中，添加占纳米微晶纤维素重量5％～150％的亲水性胶体并加以均匀分散，然后经过干燥、粉碎而制得。
其中表面改性为对纳米微晶纤维素的表面进行羧甲基化改性、羟乙基化改性、羟丙基化改性或对纳米微晶纤维素的表面进行超声活化改性。
其中超声活化改性是在常温下，对纳米微晶纤维素湿饼或水分散体，进行功率至少为1瓦/克纳米微晶纤维素的超声波处理5分钟以上，优选5～30分钟。经超声处理的纳米微晶纤维素不仅可以分散均匀，其表面还出现更多的活性点。
该纳米微晶纤维素经水分散形成胶体。
本发明提供的易于水分散并能形成胶体的纳米微晶纤维素粉末，其微晶纤维素的粒子尺寸在6.3纳米～100纳米之间，其外形呈棒状、球状或椭球状，微晶颗粒内部保持为纤维素I晶型、纤维素II晶型或纤维素I和纤维素II的混合晶型。该纳米微晶纤维素粉末既易于水分散形成胶体，且成胶强度大，微晶纤维素的粒经小。
该纳米微晶纤维素粉末的制备中纳米微晶纤维素的羧甲基化改性、羟乙基化改性或羟丙基化改性表面改性，可采用现有技术。改性后的纳米微晶纤维素的水分散介质中再添加亲水性胶体均匀分散，然后干燥、粉碎，采用的都是常规方法。
由于本发明提供的易于水分散并形成胶体的纳米微晶纤维素粉末，能使纳米微晶纤维素颗粒容易地均匀分散在水性介质中，且成胶强度大，微晶纤维素保持粒经小的特点，从而使得该材料在食品、医药、造纸、纺织及新材料制备等方面具有广阔的独特应用前景。
具体实施方式
实施例1
将160g粒径在30～50nm的微晶纤维素湿饼，经200瓦功率的超声波处理12分钟后，和15g中等粘度的羧甲基纤维素置于混合器中。组成该混合物的固体比例为：50重量份纳米微晶纤维素，15重量份羧甲基纤维素。开启混合机，直至此组合物混合均匀为止。然后进行烘干，粉碎，即得成品。
实施例2
将150g平均粒径为55nm的微晶纤维素湿饼，经200瓦功率的超声波处理10分钟后，和72.5g KAPPA I型卡拉胶置于混合器中。组成混合物的固体比例为：50重量份纳米微晶纤维素，72.5重量份KAPPA I型卡拉胶。开启混合机，直至组合物混合均匀为止。然后进行烘干，粉碎，即得成品。
实施例3
将100g平均粒径为65nm的微晶纤维素湿饼，经200瓦功率的超声波处理8分钟后，和15g羧甲基纤维素与羟丙基淀粉的混合物置于混合器中。组成该混合物的固体比例为：50重量份纳米微晶纤维素，7重量份羧甲基纤维素，8重量份羟丙基淀粉。开启混合机，直至组合物混合均匀为止。然后进行烘干，粉碎，即得成品。
实施例4
将100g粒径在50～80nm的微晶纤维素湿饼，经200瓦功率的超声波处理10分钟后，和40g高甲氧基果胶以及20g藻酸丙二醇酯一起置于混合器中。组成该混合物的固体比例为：50重量份纳米微晶纤维素，40重量份高甲氧基果胶和20重量份藻酸丙二醇酯。开启混合机，直至组合物混合均匀为止。然后进行烘干，粉碎，即得成品。
实施例5
在1000g纳米纤维素晶体的水分散物中，其中含有50g粒径在30～50nm的纳米纤维素晶体。在其中加入12.5g NaOH，搅拌直至NaOH完全溶解。再加入氯乙酸5g，不断搅拌。在45℃下用超声振荡处理12h，洗涤并脱水，得103g表面进行了羧甲基化改性的微晶纤维素湿饼。
把103g表面经羧甲基化改性的微晶纤维素湿饼和45g环状糊精置于混合器中。组成混合物的固体比例为：53重量份表面经羧甲基化改性的纳米微晶纤维素，45重量份环状糊精。开启混合机，直至组合物混合均匀为止。然后进行烘干，粉碎，即得成品。
实施例6
在1000g纳米纤维素晶体的水分散物中，其中含有50g粒径在50～80nm的纳米纤维素晶体。在其中加入12.5g NaOH，搅拌直至NaOH完全溶解。再加入环氧乙烷5g，不断搅拌。在80℃下用超声振荡处理2.5h，洗涤并初步干燥，得103g表面进行了羟乙基化改性的微晶纤维素湿饼。
把103g粒径在50～80nm、表面经羟乙基化改性的微晶纤维素湿饼，与20g环状糊精和10g瓜尔豆胶置于混合器中。组成混合物的固体比例为：52重量份表面经羟乙基化改性的纳米微晶纤维素，20重量份环状糊精，10份瓜尔豆胶。开启混合机，直至组合物混合均匀为止。然后进行烘干，粉碎，即得成品。
实施例7
在1000g纳米纤维素晶体的水分散物中，其中含有50g粒径在50～80nm的纳米纤维素晶体。在其中加入12.5g NaOH，搅拌直至NaOH完全溶解。再加入环氧丙烷7g，不断搅拌。在80℃下用超声振荡处理2.5h，洗涤并初步干燥，得130g表面进行了羟丙基化改性的微晶纤维素湿饼。
把130g粒径在50～80nm、表面经羟丙基化改性的微晶纤维素湿饼，与25g魔芋胶和20g羟丙基纤维素置于混合器中。组成混合物的固体比例为：53重量份表面经羟丙基化改性的纳米微晶纤维素，25重量份魔芋胶，20重量份羟丙基纤维素。开启混合机，直至组合物混合均匀为止。然后进行烘干，粉碎，即得成品。
实施例8
将按实施例1制备的微晶纤维素粉末100g，加入到1900g去离子水中，经初步搅拌后用均质机均质一次，得纳米微晶纤维素的水分散凝胶物。静置三个月后进行观察，发现该凝胶仍很稳定。
Claims (9)
1、一种易于水分散并能形成胶体的纳米微晶纤维素粉末，是经表面改性的纳米微晶纤维素中添加有占纳米微晶纤维素重量5％～150％的亲水性胶体，微晶纤维素的粒子尺寸在6.3～100纳米之间。
2、权利要求1的纳米微晶纤维素粉末，其中表面改性为羧甲基化改性、羟乙基化改性、羟丙基化改性或超声活化改性。
3、权利要求1或2的纳米微晶纤维素粉末，其中亲水性胶体选自葡聚糖、结冷胶、黄原胶、刺槐豆胶、魔芋胶、瓜尔豆胶、阿拉伯胶、黄耆胶、卡拉胶、海藻酸钠、藻酸丙二醇酯、琼胶、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、阳离子淀粉、两性淀粉、羟乙基淀粉、羟丙基淀粉、羧甲基淀粉、羧甲基淀粉钠、环状糊精、明胶、酪朊酸钠、高甲氧基果胶、低甲氧基果胶中的一种或几种不同配比的混合物。
4、权利要求1或2的纳米微晶纤维素粉末，其中亲水性胶体占纳米微晶纤维素的重量为15％～75％。
5、权利要求1或2的纳米微晶纤维素粉末，其中微晶纤维素的粒子尺寸为30～100纳米。
6、权利要求1～5任一纳米微晶纤维素粉末的制备方法，是在经表面改性的纳米微晶纤维素的水分散介质中，添加占纳米微晶纤维素重量5％～150％的亲水性胶体并加以均匀分散，然后经过干燥、粉碎而制得。
7、权利要求6的制备方法，其中超声活化改性是在常温下，对纳米微晶纤维素湿饼或水分散体，进行功率至少为1瓦/克纳米微晶纤维素的超声波处理5分钟以上。
8、权利要求7的制备方法，其中超声波处理时间为5～30分钟。
9、权利要求1～5任一纳米微晶纤维素粉末经水分散形成的胶体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB031142885A CN100360604C (zh) | 2003-04-23 | 2003-04-23 | 易水分散纳米微晶纤维素及其制法和它形成的胶体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB031142885A CN100360604C (zh) | 2003-04-23 | 2003-04-23 | 易水分散纳米微晶纤维素及其制法和它形成的胶体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1448427A CN1448427A (zh) | 2003-10-15 |
| CN100360604C true CN100360604C (zh) | 2008-01-09 |
Family
ID=28684104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB031142885A Expired - Fee Related CN100360604C (zh) | 2003-04-23 | 2003-04-23 | 易水分散纳米微晶纤维素及其制法和它形成的胶体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100360604C (zh) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8105430B2 (en) * | 2009-06-30 | 2012-01-31 | Alberta Research Council Inc. | Aircraft anti-icing fluids formulated with nanocrystalline cellulose |
| TWI514969B (zh) * | 2012-02-14 | 2016-01-01 | Asahi Kasei Chemicals Corp | Cellulose composition |
| CN103174046B (zh) * | 2013-04-11 | 2015-08-26 | 浙江理工大学 | 一种酸水解和超声处理协同制备纳米微晶纤维素的方法 |
| WO2015107995A1 (ja) * | 2014-01-17 | 2015-07-23 | 日本製紙株式会社 | アニオン変性セルロースナノファイバーの乾燥固形物及びその製造方法 |
| US10676869B2 (en) * | 2015-09-17 | 2020-06-09 | Oji Holdings Corporation | Composition, material comprising ultrafine cellulose fibers, and method for producing material comprising ultrafine cellulose fibers |
| CN105597101A (zh) * | 2015-09-28 | 2016-05-25 | 广东国源国药制药有限公司 | 一种创新药用辅料胶态微晶纤维素及其制备方法 |
| CN107915869B (zh) * | 2017-11-21 | 2020-12-15 | 厦门欧凯科技有限公司 | 一种水分散性微晶纤维素、制备方法及用途 |
| CN108547176B (zh) * | 2018-04-20 | 2021-03-23 | 中国人民大学 | 一种修复纸质材料表面裂纹的方法 |
| CN109513035B (zh) * | 2018-12-13 | 2021-10-08 | 广州润虹医药科技股份有限公司 | 一种多功能水胶体敷料及其制备方法 |
| CN110157393B (zh) * | 2019-05-06 | 2021-11-16 | 滨州学院 | 钻井液用纳米纤维-黄原胶复合物提粘提切剂及制备方法 |
| CN110591162B (zh) * | 2019-10-10 | 2022-02-01 | 济南圣泉集团股份有限公司 | 纳米纤维素粉体材料及制备方法、包含其的再分散纳米纤维素浆料和应用 |
| JP7272945B2 (ja) * | 2019-12-25 | 2023-05-12 | ユニ・チャーム株式会社 | 吸収性物品、清浄化用シート、及び拭取性向上組成物の使用 |
| CN114808543B (zh) * | 2022-03-31 | 2022-12-09 | 浙江工业大学 | 一种含纳米纤丝纤维素复合涂层的高性能食品防油纸基材料的制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0770365A (ja) * | 1993-09-02 | 1995-03-14 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 水分散性組成物 |
| CN1386763A (zh) * | 2002-05-27 | 2002-12-25 | 中国科学院广州化学研究所 | 一种表面改性的纳米纤维素晶体及其制法 |
-
2003
- 2003-04-23 CN CNB031142885A patent/CN100360604C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0770365A (ja) * | 1993-09-02 | 1995-03-14 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 水分散性組成物 |
| CN1386763A (zh) * | 2002-05-27 | 2002-12-25 | 中国科学院广州化学研究所 | 一种表面改性的纳米纤维素晶体及其制法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1448427A (zh) | 2003-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100360604C (zh) | 易水分散纳米微晶纤维素及其制法和它形成的胶体 | |
| CN101070352B (zh) | 一种片状微晶纤维素的制备和改性处理方法 | |
| CN101423257B (zh) | 一种纳米级氧化铁红的制备方法 | |
| JP5238112B2 (ja) | 誘導微小繊維ポリサッカライド | |
| EP1135438B1 (en) | Dispersible water soluble polymers | |
| CN101942102B (zh) | 一种粉体纳米纤维素的制备方法 | |
| CN101565557B (zh) | 一种c.i.颜料红112的制备方法 | |
| JP3790278B2 (ja) | 身辺世話用及び家庭用途のためのセルロース系多糖類の流動サスペンション | |
| CN110591162B (zh) | 纳米纤维素粉体材料及制备方法、包含其的再分散纳米纤维素浆料和应用 | |
| CN104284945A (zh) | 处理含碳酸钙材料以增加纸张中的填料装载 | |
| JP3722373B2 (ja) | 沈降炭酸カルシウムとその製造方法 | |
| JP4082656B2 (ja) | 低置換度セルロースエーテル粉末とその製造方法 | |
| CN106905437B (zh) | 高耐热可再分散粉体纤维素纳米晶及其制备方法 | |
| CN105271175A (zh) | 一种碳纳米管的分散方法 | |
| CN103275336A (zh) | 一种经干燥后易再分散的纤维素晶体的制备方法 | |
| US20080234477A1 (en) | Method for preparing chitosan nano-particles | |
| CN103253692A (zh) | 有机物改性碳酸钙及其制造方法 | |
| WO2020258827A1 (zh) | 一种水溶液可再分散型纤维素纳米纤丝的制备方法 | |
| CN107602943A (zh) | 负载纳米氧化锌的纤维素基三维多孔复合材料 | |
| WO2018116936A1 (ja) | 繊維化パラミロン、添加剤、及び、該添加剤の製造方法 | |
| CN110128733B (zh) | 一种利用微通道反应器制备纳米木质素复合颗粒的方法 | |
| CN1164617C (zh) | 一种表面改性的纳米纤维素晶体及其制法 | |
| CN110124548A (zh) | 一种纳米粒子水分散液的制备方法 | |
| CN103194096B (zh) | 一种纳米材料表面改性方法 | |
| CN212943367U (zh) | 一种人造棉印花用印花糊料供料设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Fujian Quanzhou Weibo Food Co.,Ltd. Assignor: Guangzhou Inst. of Chemistry, Chinese Academy of Sciences Contract fulfillment period: 2009.2.15 to 2015.2.15 contract change Contract record no.: 2009440000264 Denomination of invention: Water dispersible nanometer avicel, its prep.and colloid therefrom Granted publication date: 20080109 License type: Exclusive license Record date: 2009.4.16 |
|
| LIC | Patent licence contract for exploitation submitted for record |
Free format text: EXCLUSIVE LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2009.2.15 TO 2015.2.15; CHANGE OF CONTRACT Name of requester: FUJIAN QUANZHOU WEIBO FOOD CO., LTD. Effective date: 20090416 |
|
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080109 Termination date: 20130423 |