[發(fā)明專利]連續(xù)化超聲法制備天然納米纖維的設備及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210566645.2
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN103060930A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設計）人: 于海鵬;陳文帥;劉永壯;李勍
• 申請（專利權）人: 東北林業(yè)大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00;D01D1/02;D01D11/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 高媛

1.一種連續(xù)化超聲法制備天然納米纖維的設備，其特征在于：所述設備包括超聲裝置、反應釜(1)和進料管(2)，所述超聲裝置包括工作臺(3)、超聲槽(4)、出料管(5)、控制器(6)、超聲波發(fā)生器(7)和數(shù)個超聲波換能器(8)，所述超聲槽(4)嵌于工作臺(3)的內(nèi)部，所述超聲槽(4)的底部設有出料口(4-1)，出料管(5)的輸入端與出料口(4-1)相連，數(shù)個超聲波換能器(8)沿超聲槽(4)的長度方向均布設置，每個超聲波換能器(8)的探頭端設置在超聲槽(4)內(nèi)，所述控制器(6)和超聲波發(fā)生器(7)依次設置在所述工作臺(3)的下面，所述超聲波發(fā)生器(7)通過導線分別與數(shù)個超聲波換能器(8)連接，反應釜(1)安裝于工作臺(3)的外部且位于超聲槽(4)的上方，進料管(2)的輸入端與反應釜(1)的出料口連接，進料管(2)的輸出端與超聲槽(4)連通。

2.根據(jù)權利要求1所述連續(xù)化超聲法制備天然納米纖維的設備，其特征在于：所述設備還包括溫控器(9)，所述溫控器(9)設置在超聲槽(4)的外壁處。

3.根據(jù)權利要求1或2所述連續(xù)化超聲法制備天然納米纖維的設備，其特征在于：所述設備還包括隔聲墻(10)，隔聲墻(10)沿超聲槽(4)的六面鋪設。

4.一種利用權利要求1所述設備實現(xiàn)連續(xù)化超聲法制備天然納米纖維的方法，其特征在于：所述方法是按照以下步驟實現(xiàn)的：

步驟一、配制天然纖維原料的反應物混合液：將天然纖維原料和溶劑裝入反應釜(1)中，天然纖維原料與溶劑的質(zhì)量比為1～10∶100，在溫度為20～80℃、攪拌速度為50～500r/min的條件下，攪拌60min，得到反應物混合液；

步驟二、輸送反應物混合液至超聲槽(4)：將超聲槽(4)的進料口開啟，反應物混合液經(jīng)進料管(2)流入超聲槽(4)中，料漿液面淹沒數(shù)個超聲波換能器(8)的探頭端后關閉超聲槽(4)的進料口；

步驟三、超聲：超聲槽(4)內(nèi)的反應物混合液與超聲波換能器(8)充分接觸，在超聲波發(fā)生器(7)將工頻電轉(zhuǎn)變成20～50KHz的高頻電信號的條件下震蕩5～20min，得到天然納米纖維溶液；

步驟四、出料：將步驟三所得的天然納米纖維溶液由出料口(4-1)排出。

步驟五、連續(xù)制備：重復步驟二至步驟四，進行下一批次的纖維素分纖化加工，實現(xiàn)天然納米纖維的連續(xù)制備。

5.根據(jù)權利要求4所述連續(xù)化超聲法制備天然納米纖維的方法，其特征在于：步驟一中的天然纖維原料為木材、木材加工剩余物、竹材、棉、麻、農(nóng)作物秸稈、甘蔗渣、紙漿或纖維素衍生物的纖維素。

6.根據(jù)權利要求4所述連續(xù)化超聲法制備天然納米纖維的方法，其特征在于：步驟一中的天然纖維原料為甲殼素、膠原、蠶絲或蜘蛛絲。

7.根據(jù)權利要求4所述連續(xù)化超聲法制備天然納米纖維的方法，其特征在于：步驟一中的溶劑為30～70wt％的硫酸溶液或10～20wt％的鹽酸溶液。

8.根據(jù)權利要求4所述連續(xù)化超聲法制備天然納米纖維的方法，其特征在于：步驟一中的溶劑為0.01～0.02wt％的2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧化物、pH值為10的溶液。

9.根據(jù)權利要求4所述連續(xù)化超聲法制備天然納米纖維的方法，其特征在于：步驟一中的溶劑為4.5～5.5wt％的氫氧化鉀溶液。

10.根據(jù)權利要求4所述連續(xù)化超聲法制備天然納米纖維的方法，其特征在于：步驟三中的超聲波發(fā)生器(7)的頻率為25KHz。