CN116065262B - 一种高压处理制备环境友好纳米纤维的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压处理制备环境友好纳米纤维的方法，包括如下步骤：步骤一：壳聚糖和海藻酸钠溶液的配制：称取一定量的壳聚糖溶解于酸性溶液中，搅拌至完全溶解，制成0.2‑2wt.％的壳聚糖溶液；将一定量的海藻酸钠溶解于去离子水中，搅拌完全溶解后得到0.2‑2wt.％的海藻酸钠溶液；步骤二：壳聚糖/海藻酸钠混合物液配置：将以上海藻酸钠溶液和壳聚糖溶液混合得到壳聚糖/海藻酸钠混合物液，混合均匀。步骤三：用高压均质机或高压纳米分散机进行处理得到纳米纤维。通过高压均质机或高压纳米分散机可以快速、大批量合成壳聚糖‑海藻酸钠纳米纤维。
Description
技术领域
本发明涉及纳米纤维技术领域，具体为一种高压处理制备环境友好纳米纤维的方法。
背景技术
纳米纤维具有极大的比表面积、横纵比(长度直径比)、曲率半径、极强的与其他物质的互相渗透力，纳米纤维织物结构精细，具有特征光泽和颜色，极高的孔隙率，极好的柔韧性、吸附性、过滤性、粘合性、保温性，这些显著的性质使得纳米纤维在很多重要领域具有巨大的应用前景。基于天然资源的环境友好纳米纤维具有独特的结构和性能，如高强度、无毒、良好生物相容性、可生物降解和天然丰度等，成为一种可持续发展的纳米材料，在食品、生物、医药、日用品、环境保护等领域具有重要的应用前景。因此，基于天然高分子开发环境友好纳米材料具有重要意义。
目前的天然高分子的纳米纤维的制备多通过对天然高分子采取自上而下和静电纺丝的方法制得，其制备过程复杂且受原材料的影响较大，难以对材料的结构进行调控。发明专利CN201610856609.8通过静置法制备壳聚糖与海藻酸钠的纳米纤维，但静置的方法形成纳米纤维的时间长(6-120小时)。发明专利CN202111319255.0通过一种超声制备了壳聚糖-海藻酸钠纳米纤维，但超声处理的量小，纳米纤维制备效率低。针对现有技术存在纳米纤维制备效率低的缺点，本发明提供了一种壳聚糖-海藻酸钠纳米纤维的快速、宏量化制备方法。
所以我们提出了一种高压处理制备环境友好纳米纤维的方法，以便于解决上述中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高压处理制备环境友好纳米纤维的方法，以解决上述背景技术提出的目前市场上的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高压处理制备环境友好纳米纤维的方法，包括如下步骤；
步骤一：壳聚糖和海藻酸钠溶液的配制：
称取一定量的壳聚糖溶解于醋酸溶液中，搅拌至完全溶解，制成0.2-2wt.％的壳聚糖溶液；
称取一定量的海藻酸钠溶解于去离子水中，搅拌完全溶解后得到0.2-2wt.％的海藻酸钠溶液；
步骤二：壳聚糖/海藻酸钠混合物液配置：
按壳聚糖：海藻酸钠一定质量比例1：5-5：1称取上述海藻酸钠溶液和壳聚糖溶液，混合均匀得到壳聚糖海藻酸钠混合物液；
将上述混合均匀的溶液在高压均质机或高压分散机中处理一定的次数，得到纳米纤维。
进一步的，所述步骤一中溶解壳聚糖的酸性溶液为醋酸、盐酸。
进一步的，所述步骤一中酸性溶液的浓度为0.2-5wt％。
进一步的，所述步骤一中壳聚糖在酸性溶液中的浓度为0.2-4wt％。
进一步的，所述步骤一中海藻酸钠溶液的浓度为0.2-4wt％。
进一步的，所述步骤二所述海藻酸钠、壳聚糖的质量比例为1：5-5：1。
进一步的，所述步骤三中的均质或分散的管径可变。
进一步的，所述步骤三中的均质或分散压力可变。
进一步的，所述步骤三中的均质或分散次数可变，取值为1-10次。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该高压处理制备环境友好纳米纤维的方法可以快速、大批量合成壳聚糖-海藻酸钠纳米纤维，容易实现此类纳米纤维的产业化生产，扩大产业规模，有利于行业的快速发展。
附图说明
图1为本发明实施例一纳米纤维的形貌图；
图2为本发明实施例二纳米纤维的形貌图；
图3为本发明实施例三纳米纤维的形貌图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
结合图1所示，本发明提供一种技术方案：一种高压处理制备环境友好纳米纤维的方法，包括如下步骤：
步骤一：壳聚糖和海藻酸钠溶液的配制：
称取4g壳聚糖溶解于200g浓度为1％的醋酸溶液中至完全溶解，制成2wt.％的壳聚糖溶液；
称取4g海藻酸钠溶解于200g去离子水中，完全溶解后得到2wt.％的海藻酸钠溶液；
步骤二：壳聚糖海藻酸钠混合物液配置：
称取2wt.％的海藻酸钠溶液和壳聚糖溶液各20g，加入去离子水490g，得到壳聚糖海藻酸钠混合物液(固含量为0.15wt.％)，在磁力搅拌机中搅拌均匀后再用匀浆机在800rpm转速下处理30min；
步骤三：高压处理：
将上述匀浆机搅拌之后的溶液在均质管径为D8、均质压力60bar的条件下均质，均质1次后得到纳米纤维，其形貌如图1所示。
实施例二
结合图2所示，本发明提供一种技术方案：一种高压处理制备环境友好纳米纤维的方法，包括如下步骤：
步骤一：壳聚糖和海藻酸钠溶液的配制：
称取4g壳聚糖溶解于200g浓度为1％的醋酸溶液中至完全溶解，制成2wt.％的壳聚糖溶液；
称取4g海藻酸钠溶解于200g去离子水中，完全溶解后得到2wt.％的海藻酸钠溶液；
步骤二：壳聚糖海藻酸钠混合物液配置：
称取2wt.％的海藻酸钠溶液和壳聚糖溶液各20g，加入去离子水490g，得到壳聚糖海藻酸钠混合物液(固含量为0.15wt.％)，在磁力搅拌机中搅拌均匀后再用匀浆机在800rpm转速下处理30min；
步骤三：高压处理：
将上述匀浆机搅拌之后的溶液在均质管径为D8、均质压力60bar的条件下均质，均质3次后得到纳米纤维，其形貌如图2所示。
实施例三
结合图3所示，本发明提供一种技术方案：一种高压处理制备环境友好纳米纤维的方法，包括如下步骤：
步骤一：壳聚糖和海藻酸钠溶液的配制：
称取4g壳聚糖溶解于200g浓度为1％的醋酸溶液中至完全溶解，制成2wt.％的壳聚糖溶液；
称取4g海藻酸钠溶解于200g去离子水中，完全溶解后得到2wt.％的海藻酸钠溶液；
步骤二：壳聚糖海藻酸钠混合物液配置：
称取2wt.％的海藻酸钠溶液和壳聚糖溶液各20g，加入去离子水490g，得到壳聚糖海藻酸钠混合物液(固含量为0.15wt.％)，在磁力搅拌机中搅拌均匀后再用匀浆机在800rpm转速下处理30min；
步骤三：高压处理：
将上述匀浆机搅拌之后的溶液在均质管径为D8、均质压力60bar的条件下均质，均质5次后得到纳米纤维，其形貌如图3所示
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高压处理制备环境友好纳米纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：壳聚糖和海藻酸钠溶液的配制：称取一定量的壳聚糖溶解于酸性溶液中，搅拌至完全溶解，制成0.2-2wt.％的壳聚糖溶液；称取一定量的海藻酸钠溶解于去离子水中，搅拌完全溶解后得到0.2-2wt.％的海藻酸钠溶液；步骤二：壳聚糖/海藻酸钠混合物液配置：按壳聚糖：海藻酸钠一定质量比例1：5-5：1称取上述海藻酸钠溶液和壳聚糖溶液，混合均匀得到壳聚糖海藻酸钠混合物液；步骤三：高压处理：将上述混合均匀的溶液在高压均质机或高压分散机中处理一定的次数，得到纳米纤维。
2.根据权利要求1所述的一种高压处理制备环境友好纳米纤维的方法，其特征在于：所述步骤一中溶解壳聚糖的酸性溶液为醋酸、盐酸。
3.根据权利要求1所述的一种高压处理制备环境友好纳米纤维的方法，其特征在于：所述步骤一中酸性溶液的浓度为0.2-5wt％。
4.根据权利要求1所述的一种高压处理制备环境友好纳米纤维的方法，其特征在于：所述步骤三中的均质或分散的管径可变。
5.根据权利要求1所述的一种高压处理制备环境友好纳米纤维的方法，其特征在于：所述步骤三中的均质或分散压力可变。
6.根据权利要求1所述的一种高压处理制备环境友好纳米纤维的方法，其特征在于：所述步骤三中的均质或分散次数可变，取值为1-10次。
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