CN106498795A - 高强度透明纳米纤维素纸的制备方法 - Google Patents

高强度透明纳米纤维素纸的制备方法 Download PDF

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王耀斌
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C5/00—Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21J—FIBREBOARD; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM CELLULOSIC FIBROUS SUSPENSIONS OR FROM PAPIER-MACHE
    • D21J7/00—Manufacture of hollow articles from fibre suspensions or papier-mâché by deposition of fibres in or on a wire-net mould

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Abstract

本发明涉及一种高强度透明纳米纤维素纸的制备方法。高强度透明纳米纤维素纸的制备方法，采用高压均质技术制备毛竹纳米纤维素，利用微滤沉积和聚乙烯基体抛光制备出透明的纳米纸。纳米纤维素在沉积过程中形成多孔具有三维网络的纳米纸，聚乙醇对纳米纸的孔隙起到了填充作用，减少了光的散射，增加了纳米纤维间的相互作用，从而使产品表现出高的力学强度和良好的透明性，与传统的纸相比这种高透明纸在作为光学器件以及包装材料技术领域有着一定的应用潜力。

Description

高强度透明纳米纤维素纸的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高强度透明纳米纤维素纸的制备方法。
背景技术
纤维素作为一种可再生生物质资源，自古以来就与人们的生活息息相关。近些年，随着纳米技术的不断发展，来源生物质材料的纤维素纳米纤维和纤维素纳米晶的研究与应用也逐步受到人们的关注。纳米纤维素具有特殊的物理和化学特性，它在作为复合材料的增强组分方面已经取得了显著的成效。而纳米纤维素在纸的性能改善方面已有了初步的应用，一方面纳米纤维素独特的力学强度对纸张有着增强效果，另一方面纳米纤维素高比表面积使其更有利于引入功能性组分制备出功能纸。同时，高结晶性和微小直径(5～20 nm)的纳米纤维素也使透明纸的制备成为可能。
发明内容
本发明旨在提出一种高强度透明纳米纤维素纸的制备方法。
本发明的技术方案在于：
1、高强度透明纳米纤维素纸的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）纳米纤维素的制备：
将烘干毛竹切片打磨粉碎后过60目筛，称取2g的样品用苯醇混合液抽提6 h，将苯醇抽提过的样品移入到综纤维素测定仪中，加入65 mL蒸馏水、0.5mL冰乙酸和0.6g亚氯酸钠，置于75℃恒温水浴中加热1h，并不断摇瓶，重复4次，过滤洗涤后得到综纤维素；再用NaOH溶液处理后得到α-纤维素。将得到的α-纤维素分散到50mL水中，采用高压M-110P射流纳米均质机内腔孔径为87mm，操作压力为20000 psi均质12次后得到纳米纤维素的水溶胶，经稀释调节后得到质量分数为0.5%的NFC水溶胶；
（2）纳米纤维素纸的制备：
取10 mL上述NFC水溶胶用微孔滤膜抽滤30min后，在微孔滤膜表面形成NFC层；将微孔滤膜连同样品层一起浸泡在丙酮中，反复冲洗3～5次除去微孔滤膜，并在室温下晾干得到纳米纤维素纸。
本发明的技术效果在于：
本发明采用高压均质技术制备毛竹纳米纤维素，利用微滤沉积和聚乙烯基体抛光制备出透明的纳米纸。纳米纤维素在沉积过程中形成多孔具有三维网络的纳米纸，聚乙醇对纳米纸的孔隙起到了填充作用，减少了光的散射，增加了纳米纤维间的相互作用，从而使产品表现出高的力学强度和良好的透明性，与传统的纸相比这种高透明纸在作为光学器件以及包装材料技术领域有着一定的应用潜力。
具体实施方式
高强度透明纳米纤维素纸的制备方法，包括如下步骤：
（1）纳米纤维素的制备：
将烘干毛竹切片打磨粉碎后过60目筛，称取2g的样品用苯醇混合液抽提6 h，将苯醇抽提过的样品移入到综纤维素测定仪中，加入65 mL蒸馏水、0.5mL冰乙酸和0.6g亚氯酸钠，置于75℃恒温水浴中加热1h，并不断摇瓶，重复4次，过滤洗涤后得到综纤维素；再用NaOH溶液处理后得到α-纤维素。将得到的α-纤维素分散到50mL水中，采用高压M-110P射流纳米均质机内腔孔径为87mm，操作压力为20000 psi均质12次后得到纳米纤维素的水溶胶，经稀释调节后得到质量分数为0.5%的NFC水溶胶；
（2）纳米纤维素纸的制备：
取10 mL上述NFC水溶胶用微孔滤膜抽滤30min后，在微孔滤膜表面形成NFC层；将微孔滤膜连同样品层一起浸泡在丙酮中，反复冲洗3～5次除去微孔滤膜，并在室温下晾干得到纳米纤维素纸。
本发明采用高压均质技术制备毛竹纳米纤维素，利用微滤沉积和聚乙烯基体抛光制备出透明的纳米纸。纳米纤维素在沉积过程中形成多孔具有三维网络的纳米纸，聚乙醇对纳米纸的孔隙起到了填充作用，减少了光的散射，增加了纳米纤维间的相互作用，从而使产品表现出高的力学强度和良好的透明性，与传统的纸相比这种高透明纸在作为光学器件以及包装材料技术领域有着一定的应用潜力。

Claims (2)

1.高强度透明纳米纤维素纸的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）纳米纤维素的制备：
将烘干毛竹切片打磨粉碎后过60目筛，称取2g的样品用苯醇混合液抽提6 h，将苯醇抽提过的样品移入到综纤维素测定仪中，加入65 mL蒸馏水、0.5mL冰乙酸和0.6g亚氯酸钠，置于75℃恒温水浴中加热1h，并不断摇瓶，重复4次，过滤洗涤后得到综纤维素；再用NaOH溶液处理后得到α-纤维素。
2.将得到的α-纤维素分散到50mL水中，采用高压M-110P射流纳米均质机内腔孔径为87mm，操作压力为20000 psi均质12次后得到纳米纤维素的水溶胶，经稀释调节后得到质量分数为0.5%的NFC水溶胶；
（2）纳米纤维素纸的制备：
取10 mL上述NFC水溶胶用微孔滤膜抽滤30min后，在微孔滤膜表面形成NFC层；将微孔滤膜连同样品层一起浸泡在丙酮中，反复冲洗3～5次除去微孔滤膜，并在室温下晾干得到纳米纤维素纸。
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