CN108745219A - 一种新型的高强度且强度均匀的纤维素微球制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型的具有高强度且强度均匀的纤维素微球制备方法，属于材料技术领域。该制备方法为首先将纤维素溶于碱性溶剂中；之后将其置于冰浴中，逐滴加入交联剂，将交联剂与纤维素溶液预混合，使交联剂分子均匀扩散在纤维素分子间；取此溶液作为分散相，白矿油作为连续相，制备纤维素乳液；通过一段时间乳化后，混合均匀的交联剂分子与纤维素分子充分的发生交联反应，通过这种液滴内的自聚合形成稳定的纤维素凝胶球，然后再生得到纤维素微球。结果表明，采用此制备方法所制纤维素微球强度高，且强度均匀。以上结果表明本发明所描述的纤维素微球制备方法所制微球强度高且均匀，同时工艺简单，原料来源广泛，易降解，无毒性，生物相容性好，极大的扩大了纤维素基材料的应用范围。

Description

一种新型的高强度且强度均匀的纤维素微球制备方法
技术领域
本发明属于材料技术领域，涉及一种新型的具有高强度且强度均匀的纤维素微球的全新的制备方法。
背景技术
近年，不可再生能源日益枯竭和环境污染为人类的生存健康和实现可持续发展带来严重影响。为此，来源广泛、环境友好、安全无毒且可再生的天然高分子材料己引人注目。纤维素是地球上最丰富的可再生生物质资源，来源广泛，具有成本低、可再生、可生物降解以及环境友好等特点。纤维素是由β-D-葡萄糖基通过1-4糖苷键组成的直链多糖，每个葡萄糖基上有三个可供反应的羟基，是多羟基化合物，这为纤维素的功能化改性提供了重要的基础。通过功能化改性，可制备具有各种功能的纤维素材料，如磁性、 pH响应性、温度响应性、吸附性等纤维素材料。因此，有效利用纤维素资源对解决当前面临的资源及环境问题具有重要的意义。
然而，纤维素球型材料力学性能普遍较差，使用中往往容易被压实，破碎。即便在成型之后进行交联，但这种交联反应也仅仅发生在表面，并不能彻底的解决问题。原因在于制备的球形纤维素材料由于疏松的网络结构，基体内没有任何的高强度支撑点，导致其力学性能表现不是很理想。
为了弥补纤维素材料的缺点，扩大其应用范围，本发明设计了一种新型制备方法，用以制备高强度且强度均匀的纤维素微球。该制备方法的关键点在于：交联剂与纤维素溶液预混合，使交联剂分子均匀的进入纤维素分子间，从而使交联反应均匀的发生在整个纤维素微球，而不仅仅局限在纤维素微球表面，从而大幅度提高纤维素微球的机械强度。
发明内容
本发明的目的在于针对传统纤维素材料的不足，提供一种新型的高强度的且强度均匀的纤维素微球的制备方法。本发明所述方法制备出的纤维素微球通过交联剂与纤维素的提前预混合，从而使纤维素材料的强度均匀的提高。通过乳化法或微流控装置，制备出了高强度且强度均匀的纤维素微球，扩大了纤维素微球的应用范围。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的。
一种具有高强度且强度均匀的纤维素微球制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将纤维素溶于硫脲溶液中，形成浓度为4~8wt%的溶液;
（2）将上述纤维素溶液置于冰浴中，逐滴加入交联剂，同时进行机械搅拌，转速为10000rpm，搅拌时间30~60min；
（3）将上一步所得溶液离心脱气之后，将此溶液作为分散相，将白矿油并加入表面活性剂适量Span80作为连续相，采用乳化法或微流控装置，制得含纤维素液滴的乳液；
（4）将此乳液置于20℃环境中24h，同时进行磁力搅拌2000 rpm；
（5）将上一步所得乳液加热至70℃或加入5%酸性溶液制得再生纤维素微球。
在上述技术方案中，步骤（1）所使用纤维素为微晶纤维，细菌纤维，竹纤维，麻纤维以及纤维素衍生物等，纤维素浓度为2%~8%。
在上述技术方案中，步骤（2）中所使用交联剂可为环氧氯丙烷，戊二醛，乙二醇缩水甘油醚等起类似作用的化合物，机械搅拌10000 rpm，搅拌时间30~60min。
在上述技术方案中，步骤（3）所使用油相为白矿油，但并不限于此一种（可为液体石蜡，异辛烷等类似有机溶液）。
在上述技术方案中，步骤（3）所使用的表面活性剂为Span80，但并不限于此一种（可为Span60，Span85等）。
在上述技术方案中，步骤（4）将乳液置于20℃环境中24h，同时进行磁力搅拌2000rpm。
在上述技术方案中，步骤（5）将上一步所得乳液加热至70℃或加入5%酸性溶液（可为无机酸如盐酸、硫酸等或有机酸如柠檬酸等）制得再生纤维素微球。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
（1）本发明操作简单，原料易得，易于生产。
（2）本发明以纤维素作为原料，成本低廉，对环境无污染，易降解，生物相容性好。
（3）本发明制备的纤维素强度高且均匀，极大的扩大了纤维素基材料的应用范围。
附图说明
图1是本发明实施实例1产物的扫描电镜图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面将结合实施实例和附图对本发明作进一步解释。但需要特别说明的是，实施实例仅用于对本发明进行进一步解释，本发明要求保护的范围并不局限于实施实例表示的范围。
实施实例1
将5g微晶纤维素溶于-5℃氢氧化钠/尿素95ml溶液中，然后将纤维素溶液置于冰浴中，逐滴加入交联剂环氧氯丙烷，同时进行机械搅拌，转速为10000 rpm，搅拌时间60min；将上一步所得溶液离心脱气之后，用注射器吸取1ml此溶液作为分散相，固定在注射泵，用注射器吸取5ml白矿油并加入表面活性剂0.25gSpan80作为连续相，固定在另一注射泵，采用T型微流控装置，将出液口置于50ml的5%Span80的白矿油溶液中，通过调节两相流速制得含不同粒径的纤维素液滴的乳液；将此乳液置于20℃环境中8h，同时进行磁力搅拌2000 rpm；然后加入5%酸性溶液制得再生纤维素微球。
实施实例2
将6g竹纤维素溶于-5℃氢氧化钠/尿素94ml溶液中，然后将纤维素溶液置于冰浴中，逐滴加入交联剂环氧氯丙烷，同时进行机械搅拌，转速为10000 rpm，搅拌时间30min；将上一步所得溶液离心脱气之后，用注射器吸取1ml此溶液作为分散相，固定在注射泵，用注射器吸取5ml白矿油并加入表面活性剂0.25gSpan80作为连续相，固定在另一注射泵，采用T型微流控装置，将出液口置于50ml的5%Span80的白矿油溶液中，通过调节两相流速制得含不同粒径的纤维素液滴的乳液；将此乳液置于20℃环境中8h，同时进行磁力搅拌2000 rpm；后将上一步所得乳液加热至70℃制得再生纤维素微球。
实施实例3
将8g微晶纤维素溶于-5℃氢氧化钠/尿素92ml溶液中，然后将纤维素溶液置于冰浴中，逐滴加入交联剂乙二醇缩水甘油醚，同时进行机械搅拌，转速为10000 rpm，搅拌时间45min；将上一步所得溶液离心脱气之后，用10ml此溶液作为分散相，固定在注射泵上，用90ml白矿油并加入表面活性剂5gSpan80作为连续相，机械搅拌（2000 rpm）将此溶液乳化8h；后将上一步所得乳液加入5%酸性溶液制得再生纤维素微球。

Claims (7)

1.一种新型的高强度且强度均匀的纤维素微球制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将纤维素溶于氢氧化钠/硫脲溶液中，形成浓度为4~8wt%的溶液;
（2）将上述纤维素溶液置于冰浴中，逐滴加入交联剂，同时进行机械搅拌，转速为10000rpm，搅拌时间30~60min；
（3）将上一步所得溶液离心脱气之后，将此溶液作为分散相，矿油并加入5%表面活性剂Span80作为连续相，采用乳化法或微流控装置，制得含纤维素液滴的乳液；
（4）将此乳液置于20℃环境中8h，同时进行磁力搅拌2000 rpm；
（5）将上一步所得乳液加热至70℃或加入5%酸性溶液制得再生纤维素微球。
2.根据权利要求1所述的一种新型的具有高强度且强度均匀的纤维素微球制备方法，其特征在于步骤（1）所使用纤维素为微晶纤维，细菌纤维，竹纤维，麻纤维以及纤维素衍生物等，纤维素浓度为4%~8%。
3.根据权利要求1所述的一种新型的具有高强度且强度均匀的纤维素微球制备方法，其特征在于步骤（2）中所使用交联剂可为环氧氯丙烷，戊二醛，乙二醇缩水甘油醚等有类似作用的化合物，机械搅拌10000 rpm，搅拌时间30~60min。
4.根据权利要求1所述的一种新型的具有高强度且强度均匀的纤维素微球制备方法，其特征在于步骤（3）所使用油相为白矿油，但并不限于此一种（可为液体石蜡，异辛烷等类似有机溶剂）。
5.根据权利要求1所述的一种新型的具有高强度且强度均匀的纤维素微球制备方法，其特征在于步骤（3）所使用的表面活性剂为Span80，但并不限于此一种（可为Span60，Span85等）。
6.根据权利要求1所述的一种新型的具有高强度且强度均匀的纤维素微球制备方法，其特征在于步骤（4）将乳液置于20℃环境中8h，同时进行磁力搅拌2000 rpm。
7.根据权利要求1所述的一种新型的具有高强度且强度均匀的纤维素微球制备方法，其特征在于步骤（5）所得乳液加热至70℃或加入5%酸性溶液（可为无机酸如盐酸、硫酸等或有机酸如柠檬酸等）制得再生纤维素微球。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109666188A (zh) * 2018-12-25 2019-04-23 四川大学 一种低结晶度再生纤维素材料的制备方法
WO2020173087A1 (en) * 2019-02-27 2020-09-03 The Hong Kong Research Institute Of Textiles And Apparel Limited Cellulosic superabsorbent polymer from post-consumer textile waste
CN111732740A (zh) * 2019-03-25 2020-10-02 四川大学 一种超大孔纤维素微球的制备新方法
CN112591736A (zh) * 2020-12-16 2021-04-02 四川大学 一种纤维素辅助分散碳纳米管的新方法
CN112619612A (zh) * 2019-10-08 2021-04-09 四川大学 一种高强度纤维素/琼脂糖复合微球的制备方法
CN112973590A (zh) * 2021-03-12 2021-06-18 四川大学 一种大孔甲壳素微球的制备新方法
CN114307890A (zh) * 2022-01-01 2022-04-12 中国林业科学研究院木材工业研究所 一种竹胶囊及其制备方法和应用
CN115109301A (zh) * 2021-03-18 2022-09-27 四川大学 一种中空开口二醋酸纤维素微球的制备方法
CN117959769A (zh) * 2024-03-12 2024-05-03 中国石油大学(华东) 一种三维双连续高贯通纤维素整体柱的制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5672301A (en) * 1992-08-20 1997-09-30 Coletica Method for fabricating microparticles in emulsion by modification of the chemical composition of the dispersed phase after emulsification
CN101274985A (zh) * 2008-05-12 2008-10-01 武汉大学 一种磁性纤维素微球及其制备方法和用途
CN101307149A (zh) * 2008-05-30 2008-11-19 珠海丽珠医用生物材料有限公司 一种医用吸附剂载体的制备方法
CN101906214A (zh) * 2009-06-05 2010-12-08 华东理工大学 一种制备交联球形纤维素颗粒的方法
CN102580639A (zh) * 2012-03-15 2012-07-18 浙江大学 一种以微流芯片制备纤维素微球的方法
CN103769057A (zh) * 2012-10-25 2014-05-07 中国科学院过程工程研究所 一种高强度多糖类凝胶微球、制备方法及其用途
CN103816843A (zh) * 2014-02-25 2014-05-28 武汉大学 一种尺寸均一的再生纤维素微球的制备方法
CN106832357A (zh) * 2017-02-20 2017-06-13 商洛学院 一种纤维素微球改性的制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5672301A (en) * 1992-08-20 1997-09-30 Coletica Method for fabricating microparticles in emulsion by modification of the chemical composition of the dispersed phase after emulsification
CN101274985A (zh) * 2008-05-12 2008-10-01 武汉大学 一种磁性纤维素微球及其制备方法和用途
CN101307149A (zh) * 2008-05-30 2008-11-19 珠海丽珠医用生物材料有限公司 一种医用吸附剂载体的制备方法
CN101906214A (zh) * 2009-06-05 2010-12-08 华东理工大学 一种制备交联球形纤维素颗粒的方法
CN102580639A (zh) * 2012-03-15 2012-07-18 浙江大学 一种以微流芯片制备纤维素微球的方法
CN103769057A (zh) * 2012-10-25 2014-05-07 中国科学院过程工程研究所 一种高强度多糖类凝胶微球、制备方法及其用途
CN103816843A (zh) * 2014-02-25 2014-05-28 武汉大学 一种尺寸均一的再生纤维素微球的制备方法
CN106832357A (zh) * 2017-02-20 2017-06-13 商洛学院 一种纤维素微球改性的制备方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109666188A (zh) * 2018-12-25 2019-04-23 四川大学 一种低结晶度再生纤维素材料的制备方法
WO2020173087A1 (en) * 2019-02-27 2020-09-03 The Hong Kong Research Institute Of Textiles And Apparel Limited Cellulosic superabsorbent polymer from post-consumer textile waste
CN111732740A (zh) * 2019-03-25 2020-10-02 四川大学 一种超大孔纤维素微球的制备新方法
CN112619612A (zh) * 2019-10-08 2021-04-09 四川大学 一种高强度纤维素/琼脂糖复合微球的制备方法
CN112591736A (zh) * 2020-12-16 2021-04-02 四川大学 一种纤维素辅助分散碳纳米管的新方法
CN112973590A (zh) * 2021-03-12 2021-06-18 四川大学 一种大孔甲壳素微球的制备新方法
CN115109301A (zh) * 2021-03-18 2022-09-27 四川大学 一种中空开口二醋酸纤维素微球的制备方法
CN114307890A (zh) * 2022-01-01 2022-04-12 中国林业科学研究院木材工业研究所 一种竹胶囊及其制备方法和应用
CN114307890B (zh) * 2022-01-01 2022-12-23 中国林业科学研究院木材工业研究所 一种竹胶囊及其制备方法和应用
CN117959769A (zh) * 2024-03-12 2024-05-03 中国石油大学(华东) 一种三维双连续高贯通纤维素整体柱的制备方法

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