[發(fā)明專利]制造納米纖維素的生物機(jī)械分絲方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110002108.0
• 申請(qǐng)日: 2011-01-06
• 公開（公告）號(hào): CN102174612A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅深淵;倪忠進(jìn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江農(nóng)林大學(xué)
• 主分類號(hào): C12P19/04
• 分類號(hào): C12P19/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種納米纖維索的制造方法。它是以精制紙漿為原料，經(jīng)微生物發(fā)酵和機(jī)械研磨相結(jié)合的分絲方法制得納米纖維素。

背景技術(shù)

植物纖維的基礎(chǔ)物質(zhì)是纖維素，它是地球上最豐富的天然高分子，人類最寶貴的天然可再生資源。纖維素有加工和變性為不同用途材料的特性，因此，近年利用纖維素的這種特性，生產(chǎn)出各種復(fù)合材料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

眾所周知，纖維素的不耐化學(xué)腐蝕、強(qiáng)度差以及物理形態(tài)等不足在一定程度上限制了其應(yīng)用范圍。經(jīng)納米化分散制得的納米尺度纖維素與常規(guī)纖維素相比，因其高純度、高結(jié)晶度、高彈性模量、高強(qiáng)度等特性，以其為增強(qiáng)相的復(fù)合材料展示出了極高的彈性模量、強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、剛性和柔韌性等，再加之其輕質(zhì)、可降解、生物相容及可再生等特性，使其在高性能復(fù)合材料中顯示出巨大的應(yīng)用前景。納米纖維素表面包含大量的羥基，使其表面易于化學(xué)改性，從而賦予表面不同的特性。通過表面改性能夠使疏水性基質(zhì)材料具有分散性，擴(kuò)大了納米纖維素的應(yīng)用范圍。此外，納米纖維素在光學(xué)材料、墨板劑材料和智能材料等領(lǐng)域也有著潛在的應(yīng)用前景。

植物纖維素纖維結(jié)構(gòu)復(fù)雜，結(jié)晶度高，納米化難度較高。目前國(guó)內(nèi)外大部分納米纖維素制備方法以化學(xué)法為主，如水解法、溶劑法、離子液體溶解法等。這些方法都以先溶解纖維素，后再結(jié)晶，生成與原來(lái)晶胞結(jié)構(gòu)不同的新的結(jié)晶變體，即納米晶須。但是這種納米晶須破壞了原有糖苷鍵連接而成的線形巨分子結(jié)構(gòu)，聚合度降低，機(jī)械性能變差，生產(chǎn)過程環(huán)境污染大，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，工業(yè)化生產(chǎn)能力也較低。

也有采用超聲波粉碎等物理方法制得納米纖維素的，如：

US2010/0065236公開了一種用物理的高壓均質(zhì)法制造納米纖維素的專利技術(shù)，CN101691698公開了一種用苯乙醇和冰醋酸進(jìn)行化學(xué)處理，再結(jié)合超聲波破碎處理法制造納米纖維素的專利技術(shù)，這些技術(shù)，均為納米纖維素的制造提供一種新的途徑，各自為社會(huì)作出貢獻(xiàn)。但從總體上說，高壓均質(zhì)或超聲波等物理處理法，纖維表面易產(chǎn)生孔隙，影響強(qiáng)度，對(duì)容器有所損害。經(jīng)檢索，尚未發(fā)現(xiàn)用生物發(fā)酵與機(jī)械研磨結(jié)合的分絲方法制造納米纖維素的資料報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是設(shè)計(jì)出一種制造納米纖維素的生物發(fā)酵和機(jī)械研磨相結(jié)合的分絲方法。

解決這一技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：本制造納米纖維素的生物機(jī)械分絲方法經(jīng)過下列步驟：

(1)配制含糖紙漿：用含水率為10％-15％的精制紙漿，浸泡在工業(yè)用水為95重量份和蔗糖為5重量份的糖水溶液中，充分?jǐn)嚢瑁瑵?rùn)脹24h后，撈出瀝干成含水率60％-70％的含糖紙漿；

(2)待發(fā)酵物的制備：用下列原料及其重量份混配，50份麩皮、2.5份蛋白胨、2份酵母、1000份步驟(1)制得的含水率為60％-70％的含糖紙漿，混合并充分拌勻成待發(fā)酵物，pH值為6；

(3)裝入容器發(fā)酵：將步驟(2)制得的混合拌勻的待發(fā)酵物，置于罈中或塑料袋中半封口，控制溫度30-35℃，發(fā)酵70-75h，散發(fā)出略有酸甜刺鼻的酒香味，則發(fā)酵成功，成為發(fā)酵漿料；

(4)發(fā)酵漿料的研磨：用1重量份發(fā)酵漿料與5重量份工業(yè)用水混合拌勻后，放入納米研磨機(jī)中反復(fù)研磨5-15次，即成納米纖維素膠體溶液；

(5)膠體溶液的過濾或干燥：按用戶要求或?yàn)榉奖阗A運(yùn)，對(duì)納米纖維素膠體溶液進(jìn)行濾膜過濾或真空冷凍干燥成粉末。

所說的酵母為FWZ8-12酵母粉。

所說的納米研磨機(jī)為日本增幸株式會(huì)社生產(chǎn)銷售的MKCA6-3雙磨盤型的石臼式磨碎機(jī)，調(diào)節(jié)磨盤間隙為1-30μm。

本發(fā)明的有益效果是：采用本方法對(duì)纖維強(qiáng)度的影響小、不損害容器、生產(chǎn)過程不污染環(huán)境，制得納米纖維素經(jīng)透射電鏡觀察呈樹枝狀，這樣的結(jié)構(gòu)直觀地反映出本納米纖維素與其它材料復(fù)合，其復(fù)合性能、力學(xué)性能和熱性能較高。

附圖說明

附圖為本納米纖維素透射電鏡成像圖。

具體實(shí)施方式