CN114085417B - 一种基于不同长度分子链混合的全纤维素海绵的制备方法及用途 - Google Patents

一种基于不同长度分子链混合的全纤维素海绵的制备方法及用途 Download PDF

Info

Publication number
CN114085417B
CN114085417B CN202111382358.1A CN202111382358A CN114085417B CN 114085417 B CN114085417 B CN 114085417B CN 202111382358 A CN202111382358 A CN 202111382358A CN 114085417 B CN114085417 B CN 114085417B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cellulose
sponge
chain
mixture
long
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.)
Active
Application number
CN202111382358.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114085417A (zh
Inventor
张东阳
姚晓慧
胡润泽
陈涛
赵卫国
杨佳昕
刘恩江
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.)
Jiangsu University of Science and Technology
Original Assignee
Jiangsu University of Science and Technology
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 Jiangsu University of Science and Technology filed Critical Jiangsu University of Science and Technology
Priority to CN202111382358.1A priority Critical patent/CN114085417B/zh
Publication of CN114085417A publication Critical patent/CN114085417A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114085417B publication Critical patent/CN114085417B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/26—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by elimination of a solid phase from a macromolecular composition or article, e.g. leaching out
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D81/00—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D81/02—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents specially adapted to protect contents from mechanical damage
    • B65D81/05—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents specially adapted to protect contents from mechanical damage maintaining contents at spaced relation from package walls, or from other contents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D85/00—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
    • B65D85/30—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for articles particularly sensitive to damage by shock or pressure
    • B65D85/34—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for articles particularly sensitive to damage by shock or pressure for fruit, e.g. apples, oranges or tomatoes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2201/00—Foams characterised by the foaming process
    • C08J2201/04—Foams characterised by the foaming process characterised by the elimination of a liquid or solid component, e.g. precipitation, leaching out, evaporation
    • C08J2201/044—Elimination of an inorganic solid phase
    • C08J2201/0444—Salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2301/00—Characterised by the use of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08J2301/02—Cellulose; Modified cellulose
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2401/00—Characterised by the use of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08J2401/02—Cellulose; Modified cellulose
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02W90/10—Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于不同长度分子链混合的全纤维素海绵的制备方法及用途。将短链纤维素和长链纤维素溶解在氢氧化钠/尿素/水混合体系中制成纤维素溶液；将得到的两种纤维素溶液按比例混合并充分搅拌至溶液均匀；向混合纤维素溶液中加入一定质量的无水硫酸钠并搅拌均匀；将混合物装填到模具中，低温冷冻后取出浸泡热水，直至材料漂浮在水面，得到纤维素海绵。本方法以长链纤维素为骨架并构筑“大孔”，短链纤维素为纳米填充物填充在长链纤维素之间并构筑“小孔”，该方法制备出具有分层级多孔结构的纤维素海绵具有良好的弹性和抗疲劳性，可用作水果的保护包装材料。

Description

一种基于不同长度分子链混合的全纤维素海绵的制备方法及 用途
技术领域
本发明涉纤维素海绵的制备方法，特别涉及一种基于不同长度分子链混合的全纤维素海绵的制备方法及用途。
背景技术
海绵是日常生活中十分常见的多孔材料，因其良好的弹性常常被用作避震材料。传统海绵多以聚氨酯或聚苯乙烯为原材料加工而成，这种海绵虽然性能优异，用途广泛，但其生产原料来源为不可再生的石油，其合成过程不但浪费资源和能源，同时对环境也会有一定污染。这类海绵若是用作食品的保护包装或是人们长期接触使用，也会对人体健康造成伤害。更重要的是，聚氨酯和聚苯乙烯制成的海绵在自然界中无法降解，这一缺点会进一步污染环境，极大增加污染治理成本，因此，开发一种以可再生资源为原料的海绵是研究的热点之一。同时，作为水果保护包装用途的材料，海绵的柔软、弹性以及一定程度的抗疲劳性能是十分重要的特性，具有这些特性的海绵作为包装材料，可以对包裹于内部的水果提供良好的缓冲保护，避免因运输过程中颠簸、碰撞等外力冲击对水果表皮造成不可逆的损伤。同时，海绵的抗疲劳性能将决定其使用寿命。对于多次反复的外力冲击，抗疲劳海绵能够仅产生少量不可逆形变而仍具备弹性，这大大延长了海绵作为水果保护包装材料的安全性和使用寿命。所以，不仅要以可再生资源为原料的海绵，还要考虑到实际应用，让海绵具有柔软、弹性和抗疲劳的特点。
纤维素是自然界中大量存在的物质，大约1/3的高等植物都富含纤维素，例如木头、棉花、亚麻等，随着植物通过光合作用逐渐成长，大量的纤维素被植物自身合成。因此纤维素可以成本很低又十分环保地从自然界中大量获取，充分展示出可再生的特性。纤维素为通过β-1，4-D-糖苷键将葡萄糖重复单位连接形成的线性多糖，这种结构使其具有生物可降解的特点。同时，这种重复葡萄糖单元的结构为纤维素提供了大量的羟基，并且羟基间易形成氢键，这种大量存在的分子间作用力以及纤维素链自身较强的机械性能为纤维素制成海绵材料提供了条件。
目前已经有部分专利报道了关于纤维素海绵的制备方法及其应用，例如申请号为202010820957.6的中国发明公开了一种还在酸盐-羧甲基纤维素凝胶海绵及其制备方法和应用，该方法将一定量的海藻酸钠、羧甲基纤维素、纳米铜粉加入到水中，加入模具中并冷冻干燥得到初始海绵，再将其放入氯化钙溶液中并再次冷冻干燥制得海藻酸盐- 羧甲基纤维素凝胶海绵。再如申请号为201611054226.5的中国发明公开了一种纤维素海绵的制备方法，该方法将羟丙基纤维素经处理后得到具有取代基的羟丙基纤维素，再将其溶解于水中制成溶液并低温加入过硫酸铵和四甲基乙二胺后冷冻储存，冷冻干燥得到纤维素海绵。上述发明仅利用单一纤维素为原料制备海绵，或加入其他非纤维素材料制成海绵，并且对材料的抗疲劳性能没有描述。再如申请号为201110325446.8的中国发明公开了利用剑麻废弃物麻糠和麻头制备纤维素海绵的方法，该方法将剑麻废弃物麻糠和麻头处理后得到麻糠和麻头粉料，再以硫酸钠为成孔剂，再加入脱脂棉，低温老化后将其浸入硫酸/硫酸钠/水体系的凝固浴后，洗净得到剑麻纤维素海绵。该发明没有讨论所制成海绵的机械性能，并且也没有明晰两种纤维素在海绵中起到的作用。
综上所述，纤维素因自身优异的性能适合制成海绵类材料，但关于如何制备出具有弹性，抗疲劳性能良好的纤维素海绵，以及纤维素纤维在海绵材料中起到的作用等问题都没有讨论。因此有必要开发一种方法制备出抗疲劳性能良好的纤维素海绵。
发明内容
发明目的：本发明目的是提供一种具有较好弹性、抗疲劳性能的基于不同长度分子链混合的全纤维素海绵的制备方法。
本发明另一目的是提供所述全纤维素海绵的用途。
技术方案：本发明提供一种基于不同长度分子链混合的全纤维素海绵的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，将一定质量的长链纤维素和短链纤维素分别溶解在氢氧化钠/尿素/水混合体系中，制成等浓度纤维素溶液；
步骤二，将步骤一的两种纤维素溶液按一定比例混合并充分搅拌至混合溶液均匀；
步骤三，向步骤二的混合溶液中加入一定质量的无水硫酸钠，搅拌均匀；
步骤四，将步骤三中的混合物装填至模具中，低温冷冻一段时间后浸泡在热水中直至混合物中除纤维素外无其他物质，得到弹性纤维素海绵。
进一步地，所述步骤一中氢氧化钠/尿素/水体系与长链纤维素或短链纤维素的质量比分别为100∶2～100∶5。
进一步地，所述步骤一中长链纤维素的粘均分子量为2×103～1×106，短链纤维素的粘均分子量为2×102～7×102。
进一步地，所述步骤二中混合溶液中长链纤维素溶液和短链纤维素溶液的质量比为 5∶1～0.5∶1。
进一步地，所述步骤三中加入无水硫酸钠的质量为混合纤维素溶液质量的 60％～120％。
进一步地，所述步骤四中低温冷冻的温度为-20～-80℃，低温冷冻的时间为12～24h，浸泡热水的温度为40～100℃。
基于不同长度分子链混合的全纤维素海绵的制备方法制备得到的全纤维素海绵在水果包装袋中的用途。
上述技术方案的原理如下：在氢氧化钠/尿素/水体系中，氢氧化钠将纤维素之间的氢键断开，尿素形成“套子”结构将纤维素包裹避免大量羟基暴露，从而将纤维素溶解形成液体，长、短链纤维素溶液混合后加入的无水硫酸钠不仅作为制孔剂形成多孔，同时无机盐的加入能促进纤维素的结晶。低温老化定形一段时间后，浸泡在热水中时氢氧化钠和尿素在热水的作用下迅速溶解在水中，纤维素之间的氢键重新形成，使材料固形并提升其机械强度，同时无水硫酸钠也迅速溶于水中并在其原本存在于“冰沙状”混合物的位置形成空位，帮助纤维素形成多孔的海绵状材料。更重要的是，长链纤维素在海绵材料中起到类似骨架作用，构筑微米级的“大孔”结构，这种连续的纤维使海绵具备一定的强度；同时，短链纤维素作为纳米填充物将长链纤维素间的缝隙填充起来，并且构筑纳米级别的“小孔”结构，这两种“大孔”和“小孔”的组合构造成分层级的多孔网络结构，该结构具有良好的弹性，并且该海绵保留了长链纤维素的稳固性以及短链纤维素的柔性，因此该海绵能够抵抗反复的外力压缩后仅产生少量不可恢复的形变，从而具备抗疲劳性能。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有如下优势：
1、仅采用纤维素即可制备出该海绵，无需其他非纤维素物质增强材料的稳固性，原材料绿色环保可再生，制备过程不会对环境造成污染，符合环境友好的主题；
2、长、短链混合制成的纤维素海绵具有良好的弹性和抗疲劳性能，能够反复压缩多次而保持较小不可回复的形变；
3、该海绵的制备具有可塑性，改变模具形状即可制得各种形状不同的海绵。
附图说明
图1是在实施例1上放置一个200g的砝码前后形变的变化情况；
图2是本发明实施例1和对比例1及对比例2的扫描电子显微镜图(SEM)，a、d 为对比例1的纤维素海绵分别在低放大倍数和高放大倍数下的电镜图；b、e为对比例2 的纤维素海绵分别在低放大倍数和高放大倍数下的电镜图；c、f为实施例1的纤维素分别在低放大倍数和高放大倍数下的电镜图；
图3是实施例1和对比例1、对比例2的动态压缩测试中应力-应变曲线图；
图4是实施例1和对比例1、对比例2的杨氏模量的柱状图；
图5是动态压缩测试前后实施例1和对比例1、对比例2海绵的前后变化照片(施加力达到50N后停止测试)；
图6是本发明实施例1在形变量为50％，4000次反复循环压缩的抗疲劳测试的应力-应变曲线图；
图7是本发明实施例1作为草莓的保护包装材料的实际应用效果图，该测试分为两部分：一是将用实施例1包装的草莓从1米的高度自由跌落10次，以没有包装的草莓作为空白对照；二是将实施例1包装的草莓放入摇床中以250r/min的速度震荡2h，以没有包装的草莓作为空白对照，并记录实验前后草莓的变化；
具体实施方式
本实施例的基于不同长度分子链混合的全纤维素海绵的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，分别称取3g粘均分子量为2.50×103和4.83×102的纤维素分别作为长链纤维素和短链纤维素，在-12℃下溶解在100g氢氧化钠/尿素/水体系中，制成两种纤维素溶液；
步骤二，将长链纤维素溶液和短链纤维素溶液按质量比1∶1混合，充分搅拌均匀；
步骤三，向步骤二中的混合纤维素溶液中加入其质量80％的无水硫酸钠，充分混合至形成“冰沙状”固体；
步骤四，将步骤三种的混合物装填至合适的模具中，-70℃低温冷冻12h后，浸泡到温度为80℃的热水中，直至混合物中除纤维素外无其他物质，得到弹性纤维素海绵。
对比例1
作为对比，通过不添加实施例1中步骤一的长链纤维素，得到全部由粘均分子量为4.83×102的短链纤维素制成的纤维素海绵。具体包括一下步骤：
(1)称取3g粘均分子量为4.83×102的纤维素，在-12℃下溶解在100g氢氧化钠/尿素/水体系中，制成纤维素溶液；
(2)向上述纤维素溶液中加入其质量80％的无水硫酸钠，充分混合至形成“冰沙状”固体；
(3)将上述混合物装填至合适的模具中，-70℃低温冷冻12h后，浸泡到温度为 80℃的热水中，直至混合物中除纤维素外无其他物质，得到纤维素海绵。
对比例2
作为对比，通过不添加实施例1中步骤一的短链纤维素，得到全部由粘均分子量为2.50×103的长链纤维素制成的纤维素海绵。具体包括一下步骤：
(1)称取3g粘均分子量为2.50×103的纤维素，在-12℃下溶解在100g氢氧化钠/尿素/水体系中，制成纤维素溶液；
(2)向上述纤维素溶液中加入其质量80％的无水硫酸钠，充分混合至形成“冰沙状”固体；
(3)将上述混合物装填至合适的模具中，-70℃低温冷冻12h后，浸泡到温度为 80℃的热水中，直至混合物中除纤维素外无其他物质，得到纤维素海绵。
从图1可以看出，当一个200g的砝码压在实施例1海绵上后，海绵发生了约40％的形变，随后撤去砝码，海绵又恢复到原始高度，无任何塑性形变产生，这证明采用本发明制备的实施例1海绵具有良好的弹性。
从图2可以看出，对比例1的短链纤维素海绵中在低放大倍数下具有蜂窝状结构，放大后可以看到纤维素被组装成更为致密的片状结构，这种结构的海绵具有短链纤维素的柔性，但由于丧失了多孔结构而失去弹性；对比例2的长链纤维素海绵中的纤维素为明显的单根状的微米级纤维，这种连续的纤维赋予海绵较强的稳固性而柔性不足；实施例1的纤维素海绵既存在短链纤维素形成的纳米级“小孔”，也存在长链纤维素构筑成微米级“大孔”，并且短链纤维素作为纳米填充物填充在长链纤维之间的间隙上，形成具有弹性的分层级多孔结构，因此长短链混合制成的纤维素海绵具有良好的弹性。
图3可以看出，在相同的应变下，对比例1的短链纤维素海绵应力最小，而对比例 2的长链纤维素海绵应力最大，当长、短链纤维素结合制成实施例1的海绵后，其应力处于中间位置。同时结合图4中实施例1、对比例1和对比例2的杨氏模量的柱状图对比可以发现，实施例1的纤维素海绵也具有适中的杨氏模量，这些结果都可以证明实施例1的海绵艰巨了柔软和弹性的特性。
图5是可以看出，压缩测试前实施例1、对比例1和对比例2具有相同的高度，但在施加相同大小的力后对比例1破碎，无法回复到原来的高度，证明材料柔软但不具备弹性；对比例2几乎无形变发生，证明材料弹性虽好但不够柔软；实施例1没有发生破碎且产生少量形变，证明该材料在较大力下仍可恢复一定形变，并且具有柔软弹性的特点。
图6可以看出，实施例1的全纤维素海绵在4000次的反复压缩后，仅有18.04％不可恢复的形变量，这证明了该海绵具有良好的抗疲劳性能。
图7可以看出，被实施例1海绵包装的草莓无论是在高出反复跌落的测试中还是在剧烈震荡的测试中，草莓都保持了原来的形貌，没有任何破损现象的发生；而对照组中没有任何包装的草莓在两次测试中均发现严重的形变，甚至是果汁的渗漏。这充分证明实施例1作为水果的保护包装材料，甚至是作为草莓这种表皮脆弱，极易发生破损的浆果类水果都具有优异的保护效果。
实施例2
本实施例一种基于不同长度分子链混合的全纤维素海绵的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，分别称取3g粘均分子量为9.2×104和6.3×102的纤维素，在-12℃下溶解在 100g氢氧化钠/尿素/水体系中，制成两种纤维素溶液；
步骤二，将长链纤维素溶液和短链纤维素溶液按质量比1∶1混合，充分搅拌均匀；
步骤三，向步骤二中的混合纤维素溶液中加入其质量80％的无水硫酸钠，充分混合至形成“冰沙状”固体；
步骤四，将步骤三种的混合物装填至合适的模具中，-70℃低温冷冻12h后，浸泡到温度为80℃的热水中，直至混合物中除纤维素外无其他物质，得到弹性纤维素海绵。
实施例3
本实施例一种基于不同长度分子链混合的全纤维素海绵的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，称取2g粘均分子量为2.50×103纤维素和1g粘均分子量为4.83×102，分别溶解在-12℃下的100g氢氧化钠/尿素/水体系中，制成两种纤维素溶液；
步骤二，将长链纤维素溶液和短链纤维素溶液按质量比2∶1混合，充分搅拌均匀；
步骤三，向步骤二中的混合纤维素溶液中加入其质量80％的无水硫酸钠，充分混合至形成“冰沙状”固体；
步骤四，将步骤三种的混合物装填至合适的模具中，-70℃低温冷冻12h后，浸泡到温度为80℃的热水中，直至混合物中除纤维素外无其他物质，得到弹性纤维素海绵。
实施例4
本实施例一种基于不同长度分子链混合的全纤维素海绵的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，分别称取3g粘均分子量为2.50×103和4.83×102的纤维素分别作为长链纤维素和短链纤维素，在-12℃下溶解在100g氢氧化钠/尿素/水体系中，制成两种纤维素溶液；
步骤二，将长链纤维素溶液和短链纤维素溶液按质量比1∶1混合，充分搅拌均匀；
步骤三，向步骤二中的混合纤维素溶液中加入其质量80％的无水硫酸钠，充分混合至形成“冰沙状”固体；
步骤四，将步骤三种的混合物装填至合适的模具中，-10℃低温冷冻24h后，浸泡到温度为80℃的热水中，直至混合物中除纤维素外无其他物质，得到弹性纤维素海绵。
实施例5
本实施例一种基于不同长度分子链混合的全纤维素海绵的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，分别称取3g粘均分子量为2.50×103和4.83×102的纤维素分别作为长链纤维素和短链纤维素，在-12℃下溶解在100g氢氧化钠/尿素/水体系中，制成两种纤维素溶液；
步骤二，将长链纤维素溶液和短链纤维素溶液按质量比1∶1混合，充分搅拌均匀；
步骤三，向步骤二中的混合纤维素溶液中加入其质量80％的无水硫酸钠，充分混合至形成“冰沙状”固体；
步骤四，将步骤三种的混合物装填至合适的模具中，-70℃低温冷冻12h后，浸泡到温度为60℃的热水中，直至混合物中除纤维素外无其他物质，得到弹性纤维素海绵。

Claims (2)

1.一种基于不同长度分子链混合的全纤维素海绵的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一，将一定质量的长链纤维素和短链纤维素分别溶解在氢氧化钠/尿素/水混合体系中，制成等浓度纤维素溶液；
步骤二，将步骤一的两种纤维素溶液按一定比例混合并充分搅拌至混合溶液均匀；
步骤三，向步骤二的混合溶液中加入一定质量的无水硫酸钠，搅拌均匀；
步骤四，将步骤三中的混合物装填至模具中，低温冷冻一段时间后浸泡在热水中直至混合物中除纤维素外无其他物质，得到弹性纤维素海绵，
所述步骤一中长链纤维素的粘均分子量为2×103~1×106，短链纤维素的粘均分子量为2×102~7×102，
所述步骤一中氢氧化钠/尿素/水体系与长链纤维素或短链纤维素的质量比为100:2~100:5，
所述步骤二中混合溶液中长链纤维素溶液和短链纤维素溶液的质量比为5:1~0.5:1，
所述步骤三中加入无水硫酸钠的质量为混合纤维素溶液质量的60%~120%，
所述步骤四中低温冷冻的温度为-10~-80℃，冷冻时间为8~24h，
所述步骤四中浸泡热水温度为40~100℃。
2.权利要求1所述的基于不同长度分子链混合的全纤维素海绵的制备方法制备得到的产品在水果包装袋中的用途。
CN202111382358.1A 2021-11-19 2021-11-19 一种基于不同长度分子链混合的全纤维素海绵的制备方法及用途 Active CN114085417B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111382358.1A CN114085417B (zh) 2021-11-19 2021-11-19 一种基于不同长度分子链混合的全纤维素海绵的制备方法及用途

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111382358.1A CN114085417B (zh) 2021-11-19 2021-11-19 一种基于不同长度分子链混合的全纤维素海绵的制备方法及用途

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114085417A CN114085417A (zh) 2022-02-25
CN114085417B true CN114085417B (zh) 2023-01-31

Family

ID=80302391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111382358.1A Active CN114085417B (zh) 2021-11-19 2021-11-19 一种基于不同长度分子链混合的全纤维素海绵的制备方法及用途

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114085417B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1182442A (zh) * 1995-12-22 1998-05-20 连津格股份公司 纤维素海绵和它的制造方法
WO1998028360A1 (en) * 1996-12-24 1998-07-02 Acordis Fibres (Holdings) Limited Cellulose sponges
CN102504327A (zh) * 2011-10-22 2012-06-20 桂林理工大学 利用剑麻废弃物麻糠和麻头制备纤维素海绵的方法
CN111499883A (zh) * 2020-05-19 2020-08-07 武汉水木弘新材料有限公司 一种采用纤维素组合原料的低温溶解方法及其应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1182442A (zh) * 1995-12-22 1998-05-20 连津格股份公司 纤维素海绵和它的制造方法
US6007750A (en) * 1995-12-22 1999-12-28 Lenzing Aktiengesellschaft Process for forming a cellulose sponge
WO1998028360A1 (en) * 1996-12-24 1998-07-02 Acordis Fibres (Holdings) Limited Cellulose sponges
CN102504327A (zh) * 2011-10-22 2012-06-20 桂林理工大学 利用剑麻废弃物麻糠和麻头制备纤维素海绵的方法
CN111499883A (zh) * 2020-05-19 2020-08-07 武汉水木弘新材料有限公司 一种采用纤维素组合原料的低温溶解方法及其应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
成孔剂Na2SO4的用量对纤维素海绵性能的影响;刘洁 等;《纤维素科学与技术》;20171030;第35卷(第04期);第31-37页和41页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114085417A (zh) 2022-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cazón et al. Bacterial cellulose as a biodegradable food packaging material: A review
Wan et al. Compressive mechanical properties and biodegradability of porous poly (caprolactone)/chitosan scaffolds
Chiew et al. Physicochemical characterization of halloysite/alginate bionanocomposite hydrogel
Prociak et al. Biobased polyurethane foams modified with natural fillers
CN104017236B (zh) 一种有机-无机杂化超疏水改性细菌纤维素气凝胶吸油材料的制备方法
CN103966700B (zh) 利用细菌纤维素制备碳纳米纤维气凝胶吸油材料的方法
CN104558677A (zh) 一种纳米纤维素/壳聚糖复合泡沫的制备方法
AU2018203875A1 (en) Nanocomposite materials comprising cationic nanoparticles and anionic polymers useful in methods for 3d printing
Lin et al. Preparation and characteristic of a sodium alginate/carboxymethylated bacterial cellulose composite with a crosslinking semi‐interpenetrating network
Ding et al. Light weight, mechanically strong and biocompatible α-chitin aerogels from different aqueous alkali hydroxide/urea solutions
Zhang et al. Structure, compression and thermally insulating properties of cellulose diacetate-based aerogels
Armir et al. pH-responsive ampholytic regenerated cellulose hydrogel integrated with carrageenan and chitosan
CN114085417B (zh) 一种基于不同长度分子链混合的全纤维素海绵的制备方法及用途
Teng et al. Ultra-high mechanical properties of porous composites based on regenerated cellulose and cross-linked poly (ethylene glycol)
CN106584742A (zh) 一种制备发泡缓冲包装材料的方法
CN110105616A (zh) 一种具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵的制备方法
Lin et al. High strength and low friction of a PAA-alginate-silica hydrogel as potential material for artificial soft tissues
CN113292762A (zh) 一种双醛纳米纤维素三维柔性材料及其制备方法与应用
Aranguren et al. Mechanical performance of polyurethane (PU)-based biocomposites
JP2018524986A (ja) 構造記憶特性を有する細胞増殖用足場
CN101348579A (zh) 全降解可食性食品包装材料的工业化生产方法
JP2007077320A (ja) セルローススポンジおよびセルローススポンジ製品もしくは商品の製造方法
CN107383435B (zh) 一种纤维素/壳聚糖基纳米保鲜载药海绵的制备方法
CN102078637A (zh) 海藻酸钠/罗望子胶共混载药膜及其制备方法和用途
CN109967042B (zh) 一种利用乳液模板法制备的碱溶壳聚糖基气凝胶吸附材料

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant