CN107216396A - 一种提高纳米纤丝纤维素热性能的方法 - Google Patents

一种提高纳米纤丝纤维素热性能的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107216396A
CN107216396A CN201710419055.XA CN201710419055A CN107216396A CN 107216396 A CN107216396 A CN 107216396A CN 201710419055 A CN201710419055 A CN 201710419055A CN 107216396 A CN107216396 A CN 107216396A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nanofibrils cellulose
nanofibrils
cellulose
suspension
acetone
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.)
Pending
Application number
CN201710419055.XA
Other languages
English (en)
Inventor
聂双喜
张坤
宋雪萍
杨爽
谢秋霞
刘秀宇
姜言
王双飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangxi University
Original Assignee
Guangxi University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangxi University filed Critical Guangxi University
Priority to CN201710419055.XA priority Critical patent/CN107216396A/zh
Publication of CN107216396A publication Critical patent/CN107216396A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B3/00—Preparation of cellulose esters of organic acids
    • C08B3/06—Cellulose acetate, e.g. mono-acetate, di-acetate or tri-acetate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B15/00—Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
    • C08B15/02—Oxycellulose; Hydrocellulose; Cellulosehydrate, e.g. microcrystalline cellulose

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

本发明公开了一种提高纳米纤丝纤维素热性能的方法。该方法通过1)纳米纤丝纤维素甲苯悬浮液的制备、2)乙酸酐反应体系的制备、3)乙酰化纳米纤丝纤维素的制备和4)对纳米纤丝纤维素进行乙酰化改性处理四个步骤完成提高纳米纤丝纤维素热性能的方法。本发明的优点：本发明使得纳米纤丝纤维素的热性能显著提高，极大地拓宽其研究与应用范围。

Description

一种提高纳米纤丝纤维素热性能的方法
技术领域
本发明属于纤维素领域，尤其涉及纳米纤丝纤维素，具体而言，涉及一种提高纳米纤丝纤维素热性能的方法。
背景技术
纤维素是地球上最丰富的天然高分子化合物之一，是人类取之不尽用之不竭的天然可再生能源，其具有很多优异的性质，如亲水性、手性、生物可降解性等。纤维素来源多种多样，如木材、植物、被囊类动物、藻类、细菌等，其中木材原料是纤维素最重要的工业源，也是用来生产纳米纤丝纤维素的主要原料。
纳米纤丝纤维素是由高长宽比的线状微纤丝组成的聚集体，具有可构建三维网络结构的能力、高结晶度、质轻、高强度、表面积大、透明度高、高亲水性以及可生物降解和可再生等特性，具有特殊的光学性质、流变性能和机械性能，有着广泛的用途。尽管纳米纤维素具有许多优良性能，但是它在应用中也存在一些缺陷，如热性能较差，与疏水性聚合物复合时两种材料的相容性较差，粒子之间很容易通过氢键、范德华力作用发生不可逆团聚，这些都极大地制约其研究和应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高纳米纤丝纤维素热性能的方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种提高纳米纤丝纤维素热性能的方法，以思茅松漂白硫酸盐浆为原料，首先将思茅松漂白硫酸盐浆溶于水后打散制成悬浮液，然后对其进行化学法纯化，制成高纤维素含量和高结晶度的悬浮液。对固形物进行洗涤，然后利用超微粉碎机和高压超声均质机对其进行处理，得到纳米纤丝纤维素，对纳米纤丝纤维素进行乙酰化改性处理，得到乙酰化纳米纤丝纤维素。操作步骤如下：
1.纳米纤丝纤维素甲苯悬浮液的制备
以思茅松漂白硫酸盐浆为原料，将思茅松漂白硫酸盐浆溶于水后打散制成悬浮液，真空抽滤浓缩后置于锥形瓶中，加入适量丙酮并使用磁力搅拌器搅拌分散形成纳米纤丝纤维素丙酮水悬浮液后将其进行真空抽滤，再将其分散在丙酮中，如此反复置换3次从而将水彻底置换掉，形成纳米纤丝纤维素丙酮悬浮液。使用相同的方法将纳米纤丝纤维素丙酮悬浮液与甲苯进行溶剂置换以除去丙酮溶剂，制备得到纳米纤丝纤维素甲苯悬浮液，然后进行真空抽滤浓缩，得到浓缩的纳米纤丝纤维素。
2.乙酸酐反应体系的制备
取浓缩后绝干量为1.0g的纳米纤丝纤维素置于100mL的锥形瓶中，往
锥形瓶中加入25mL甲苯溶剂，磁力搅拌使其分散形成甲苯悬浮液，然后依次加入20mL乙酸，0.1mL高氯酸，2mL～4mL乙酸酐形成乙酸酐反应体系。
3.乙酰化纳米纤丝纤维素的制备
纳米纤丝纤维素在步骤2)乙酸酐反应体系中，室温下磁力搅拌1h后，将反应液倒入分析纯乙醇中混合均匀，并将混合物置于离心管中进行离心洗涤，除去上清液，此步骤重复3遍。第三次除去上清液后，加入去离子水充分搅拌，离心除去上清液，如此重复3遍。六次离心条件均为：离心时间8min/次，转速11000r/min；
4.对纳米纤丝纤维素进行乙酰化改性处理，处理时间为2～3h。利用此乙酰化条件改性纳米纤丝纤维素，使得纳米纤丝纤维素的热膨胀系数从15.05ppm/K下降到5.42ppm/K～4.82ppm/K，下降了64％～68％。
本发明的优点：本发明使得纳米纤丝纤维素的热性能显著提高，极大地拓宽其研究与应用范围。
具体实施方式
实施例1
一种提高纳米纤丝纤维素热性能的方法如下：
1.纳米纤丝纤维素甲苯悬浮液的制备
以思茅松漂白硫酸盐浆为原料，将思茅松漂白硫酸盐浆溶于水后打散制成悬浮液，真空抽滤浓缩后置于锥形瓶中，加入适量丙酮并使用磁力搅拌器搅拌分散形成纳米纤丝纤维素丙酮水悬浮液后将其进行真空抽滤，再将其分散在丙酮中，如此反复置换3次从而将水彻底置换掉，形成纳米纤丝纤维素丙酮悬浮液。使用相同的方法将纳米纤丝纤维素丙酮悬浮液与甲苯进行溶剂置换以除去丙酮溶剂，制备得到纳米纤丝纤维素甲苯悬浮液，然后进行真空抽滤浓缩，得到浓缩的纳米纤丝纤维素。
2.乙酸酐反应体系的制备
取浓缩后绝干量为1.0g的纳米纤丝纤维素置于100mL的锥形瓶中，往锥形瓶中加入25mL甲苯溶剂，磁力搅拌使其分散形成甲苯悬浮液，然后依次加入20mL乙酸，0.1mL高氯酸，2mL乙酸酐形成乙酸酐反应体系。
3.乙酰化纳米纤丝纤维素的制备
纳米纤丝纤维素在步骤2乙酸酐反应体系中，室温下磁力搅拌1h后，将反应液倒入分析纯乙醇中混合均匀，并将混合物置于离心管中进行离心洗涤，除去上清液。此步骤重复3遍。第三次除去上清液后，加入去离子水充分搅拌，离心除去上清液，如此重复3遍。六次离心条件均为：离心时间8min/次，转速11000r/min。
4.对纳米纤丝纤维素进行乙酰化改性处理，处理时间为2h。
利用此乙酰化条件改性纳米纤丝纤维素，使得纳米纤丝纤维素的热膨胀系数从15.05ppm/K下降到5.42ppm/K，下降了64％。
实施例2
一种提高纳米纤丝纤维素热性能的方法如下：
1.纳米纤丝纤维素甲苯悬浮液的制备
以思茅松漂白硫酸盐浆为原料，将思茅松漂白硫酸盐浆溶于水后打散制成悬浮液，真空抽滤浓缩后置于锥形瓶中，加入适量丙酮并使用磁力搅拌器搅拌分散形成纳米纤丝纤维素丙酮水悬浮液后将其进行真空抽滤，再将其分散在丙酮中，如此反复置换3次从而将水彻底置换掉，形成纳米纤丝纤维素丙酮悬浮液。使用相同的方法将纳米纤丝纤维素丙酮悬浮液与甲苯进行溶剂置换以除去丙酮溶剂，制备得到纳米纤丝纤维素甲苯悬浮液，然后进行真空抽滤浓缩，得到浓缩的纳米纤丝纤维素。
2.乙酸酐反应体系的制备
取浓缩后绝干量为1.0g的纳米纤丝纤维素置于100mL的锥形瓶中，往锥形瓶中加入25mL甲苯溶剂，磁力搅拌使其分散形成甲苯悬浮液，然后依次加入20mL乙酸，0.1mL高氯酸，3mL乙酸酐形成乙酸酐反应体系。
3.乙酰化纳米纤丝纤维素的制备
纳米纤丝纤维素在步骤2乙酸酐反应体系中，室温下磁力搅拌1h后，将反应液倒入分析纯乙醇中混合均匀，并将混合物置于离心管中进行离心洗涤，除去上清液。此步骤重复3遍。第三次除去上清液后，加入去离子水充分搅拌，离心除去上清液，如此重复3遍。六次离心条件均为：离心时间8min/次，转速11000r/min。
4.对纳米纤丝纤维素进行乙酰化改性处理，处理时间为2.5h。
利用此乙酰化条件改性纳米纤丝纤维素，使得纳米纤丝纤维素的热膨胀系数从15.05ppm/K下降到5.12ppm/K，下降了66％。
实施例3
一种提高纳米纤丝纤维素热性能的方法如下：
1.纳米纤丝纤维素甲苯悬浮液的制备
以思茅松漂白硫酸盐浆为原料，将思茅松漂白硫酸盐浆溶于水后打散制成悬浮液，真空抽滤浓缩后置于锥形瓶中，加入适量丙酮并使用磁力搅拌器搅拌分散形成纳米纤丝纤维素丙酮水悬浮液后将其进行真空抽滤，再将其分散在丙酮中，如此反复置换3次从而将水彻底置换掉，形成纳米纤丝纤维素丙酮悬浮液。使用相同的方法将纳米纤丝纤维素丙酮悬浮液与甲苯进行溶剂置换以除去丙酮溶剂，制备得到纳米纤丝纤维素甲苯悬浮液，然后进行真空抽滤浓缩。
2.乙酸酐反应体系的制备
取浓缩后绝干量为1.0g的纳米纤丝纤维素置于100mL的锥形瓶中，往锥形瓶中加入25mL甲苯溶剂，磁力搅拌使其分散形成甲苯悬浮液，然后依次加入20mL乙酸，0.1mL高氯酸，4mL乙酸酐形成乙酸酐反应体系。
3.乙酰化纳米纤丝纤维素的制备
纳米纤丝纤维素在步骤2乙酸酐反应体系中，室温下磁力搅拌1h后，将反应液倒入分析纯乙醇中混合均匀，并将混合物置于离心管中进行离心洗涤，除去上清液。此步骤重复3遍。第三次除去上清液后，加入去离子水充分搅拌，离心除去上清液，如此重复3遍。六次离心条件均为：离心时间8min/次，转速11000r/min。
4.对纳米纤丝纤维素进行乙酰化改性处理，处理时间为3h。
利用此乙酰化条件改性纳米纤丝纤维素，使得纳米纤丝纤维素的热膨胀系数从15.05ppm/K下降到4.82ppm/K，下降了68％。

Claims (1)

1.一种提高纳米纤丝纤维素热性能的方法，其特征在于：以思茅松漂白硫酸盐浆为原料，首先将思茅松漂白硫酸盐浆溶于水后打散制成悬浮液，然后对其进行化学法纯化，制成高纤维素含量和高结晶度的悬浮液。对固形物进行洗涤，然后利用超微粉碎机和高压超声均质机对其进行处理，得到纳米纤丝纤维素，对纳米纤丝纤维素进行乙酰化改性处理，得到乙酰化纳米纤丝纤维素；操作步骤如下：
1)纳米纤丝纤维素甲苯悬浮液的制备
以思茅松漂白硫酸盐浆为原料，将思茅松漂白硫酸盐浆溶于水后打散制成悬浮液，真空抽滤浓缩后置于锥形瓶中，加入适量丙酮并使用磁力搅拌器搅拌分散形成纳米纤丝纤维素丙酮水悬浮液后将其进行真空抽滤，再将其分散在丙酮中，如此反复置换3次从而将水彻底置换掉，形成纳米纤丝纤维素丙酮悬浮液。使用相同的方法将纳米纤丝纤维素丙酮悬浮液与甲苯进行溶剂置换以除去丙酮溶剂，制备得到纳米纤丝纤维素甲苯悬浮液，然后进行真空抽滤浓缩，得到浓缩的纳米纤丝纤维素；
2)乙酸酐反应体系的制备
取步骤1)浓缩后绝干量为1.0g的纳米纤丝纤维素置于100mL的锥形瓶中，往锥形瓶中加入25mL甲苯溶剂，磁力搅拌使其分散形成甲苯悬浮液，然后依次加入20mL乙酸，0.1mL高氯酸，2mL～4mL乙酸酐形成乙酸酐反应体系；
3)乙酰化纳米纤丝纤维素的制备
纳米纤丝纤维素在步骤2)乙酸酐反应体系中，室温下磁力搅拌1h后，将反应液倒入分析纯乙醇中混合均匀，并将混合物置于离心管中进行离心洗涤，除去上清液，此步骤重复3遍，第三次除去上清液后，加入去离子水充分搅拌，离心除去上清液，如此重复3遍。六次离心条件均为：离心时间8min/次，转速11000r/min；
4)对纳米纤丝纤维素进行乙酰化改性处理，处理时间为2～3h。利用此乙酰化条件改性纳米纤丝纤维素，使得纳米纤丝纤维素的热膨胀系数从15.05ppm/K下降到5.42ppm/K～4.82ppm/K，下降了64％～68％。
CN201710419055.XA 2017-06-06 2017-06-06 一种提高纳米纤丝纤维素热性能的方法 Pending CN107216396A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710419055.XA CN107216396A (zh) 2017-06-06 2017-06-06 一种提高纳米纤丝纤维素热性能的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710419055.XA CN107216396A (zh) 2017-06-06 2017-06-06 一种提高纳米纤丝纤维素热性能的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107216396A true CN107216396A (zh) 2017-09-29

Family

ID=59947853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710419055.XA Pending CN107216396A (zh) 2017-06-06 2017-06-06 一种提高纳米纤丝纤维素热性能的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107216396A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113123159A (zh) * 2021-04-09 2021-07-16 陕西科技大学 一种纤维素纳米纤丝悬浮液及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
C. ALBANO ET AL.: ""Thermal stability of blends of polyolefins and sisal fiber"", 《POLYMER DEGRADATION AND STABILITY》 *
GALINA RODIONOVA ET AL.: ""Surface chemical modification of microfibrillated cellulose: improvement of barrier properties for packaging applications"", 《CELLULOSE》 *
VESNA ŽEPIČ ET AL.: ""COST-FP1105: Properties of PLA films reinforced with unmodified and acetylated freeze dried nanofibrillated cellulose"", 《HOLZFORSCHUNG》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113123159A (zh) * 2021-04-09 2021-07-16 陕西科技大学 一种纤维素纳米纤丝悬浮液及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103866487B (zh) 一种纳米微晶纤维素/壳聚糖/聚乙烯醇复合纳米膜的制备方法
Liu et al. Isolation of high-purity cellulose nanofibers from wheat straw through the combined environmentally friendly methods of steam explosion, microwave-assisted hydrolysis, and microfluidization
CN103061174B (zh) 一种强酸预处理辅助制备纤维素纳米纤丝的方法
Saito et al. Homogeneous suspensions of individualized microfibrils from TEMPO-catalyzed oxidation of native cellulose
Li et al. Nanocrystalline cellulose prepared from softwood kraft pulp via ultrasonic-assisted acid hydrolysis.
Wei et al. Carboxymethyl cellulose nanofibrils with a treelike matrix: preparation and behavior of pickering emulsions stabilization
CN103132169A (zh) 一种能稳定分散的纤维素纳米纤维的制备方法
CN105566502B (zh) 耐水性可再生纳米纤维素薄膜的制备方法
JP7225517B2 (ja) 疎水化ナノセルロース中間体及び疎水化ナノセルロースの製造
Ren et al. The Effect of Chemical and High‐Pressure Homogenization Treatment Conditions on the Morphology of Cellulose Nanoparticles
CN105754133A (zh) 一种纳米纤维素基生物气凝胶及其制备方法和应用
Lu et al. High-yield synthesis of functionalized cellulose nanocrystals for nano-biocomposites
CN106758492A (zh) 一种多位点氧化法制备纳米纤维素的方法及其应用
CN108779183A (zh) 使用二水合草酸进行纳米纤维素及其中间体的制造
CN103342826B (zh) 一种甲壳素纳米纤维/蒙脱土复合膜材料的制备方法
CN109505033A (zh) 纤维素纳米晶增强海藻酸复合纤维的制备方法
CN108221438A (zh) 一种漂白桉木浆纳米纤维素的制备方法
Zhang et al. Separation cellulose nanocrystals from microcrystalline cellulose using hydrated deep eutectic solvent and high shear force
CN107474343A (zh) 一锅法制备海鞘纳米微晶纤维素/橡胶纳米复合材料的方法
CN109970875A (zh) 一种纤维素纳米纤维及其制备方法
Nechita et al. Improving the dispersibility of cellulose microfibrillated structures in polymer matrix by controlling drying conditions and chemical surface modifications
CN105884908A (zh) 一种羧基化纤维素纳米粒子的制备方法
Norfarhana et al. Innovative ionic liquid pretreatment followed by wet disk milling treatment provides enhanced properties of sugar palm nano-fibrillated cellulose
CN103774481A (zh) 一种利用苎麻纤维原料制备分级纳米纤维素的方法
JP7323887B2 (ja) セルロースアセテートフィルム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170929

RJ01 Rejection of invention patent application after publication