[發(fā)明專利]一種利用椰殼纖維制備不同尺度納米原纖的方法及用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610675353.0
• 申請日: 2016-08-16
• 公開（公告）號: CN106283209B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉洪玲;于偉東;謝文雅
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號: C08B15/08
• 分類號: C08B15/08
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;王婧

本發(fā)明提供了一種利用天然纖維素纖維制備納米原纖的方法，其特征在于，包括：將溶脹和分離的天然纖維素纖維及部分單細(xì)胞管狀纖維按固液重量比1∶30～1∶50完全浸沒于含NaOH和NaClO的混合溶液中，所述的含NaOH和NaClO的混合溶液中NaOH的濃度為20?80g/L，NaClO的濃度為15?65g/L，在60～98℃下攪拌并同步超聲波震蕩1～20小時后，得到含納米原纖的混合液；將所得的含納米原纖的混合液先以2000～4500rpm的轉(zhuǎn)速進行第一次離心分離除雜后，取下層液體進行步驟A、步驟B或步驟C。本發(fā)明采用靶向性溶脹與溶解原纖間質(zhì)與超聲波微氣泡沖擊擴大而高效、低損傷地分離獲得微原纖和基原纖，有助于椰殼纖維的高技術(shù)和精細(xì)化的循環(huán)利用，有利于纖維素纖維資源的可持續(xù)發(fā)展。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用椰殼纖維制備不同尺度納米原纖的方法，特別是一種利用氧化法制備不同尺度納米原纖的方法及用途。

背景技術(shù)

纖維素是自然界取之不盡、用之不竭、綠色、無污染的可再生資源，地球上每年生長的植物纖維素高達數(shù)億噸，超過了現(xiàn)有石油總儲量，但利用量微乎其微。絕大部分為自然降解和作為燃料燃燒，這本身就是一種污染。據(jù)報道由環(huán)境污染和生態(tài)破壞造成的損失已占到GDP總值的15％，這意味著一邊是9％的經(jīng)濟增長，一邊是15％的損失率。在人類社會面臨資源貧乏、能源危機、環(huán)境污染等諸多問題時，植物資源作為地球上分布廣泛、來源豐富、可持續(xù)利用的纖維資源，具有巨大的開發(fā)利用潛力，受到全世界的普遍重視，并已成為可持續(xù)資源和新材料的利用與發(fā)展方向之一。而從植物纖維中提取制備納米纖維素原纖作為拓展纖維資源的一種途徑，得到人們的廣泛關(guān)注。

椰子是熱帶地區(qū)主要的木本油料作物之一，海南地屬亞熱帶和熱帶地區(qū)，椰子資源十分豐富。椰子一年均可產(chǎn)果，產(chǎn)果高峰期為9月至次年1月，產(chǎn)果壽命長達80年。每株椰樹在80年樹齡前的平均年產(chǎn)果實50～200個。海南栽培椰樹已有2000年的歷史，直到解放后才開始規(guī)?；N植。現(xiàn)年均產(chǎn)量可達2.2～2.4億個，約占全國總產(chǎn)量的99％。作為椰子產(chǎn)業(yè)的附屬物——椰殼纖維，若每個椰子產(chǎn)椰殼纖維200g/個，海南省每年的椰殼纖維資源可達4.4～4.8萬噸。

椰殼纖維從椰殼中分離、除雜、去皮膠后獲得的天然纖維素纖維，具有韌性強、防潮、透氣、抑菌等特性。目前的主要用途有坐墊、繩索、刷子、室內(nèi)裝潢(少數(shù)民族或者外國人會用其做成各種形狀置于室內(nèi))、制活性炭、燃料等，也被當(dāng)做廢棄物自然降解或焚燒。作為紡織用椰殼纖維主要產(chǎn)品是墊子、地毯、繩索、羅網(wǎng)、門墊等。然而，所有這些應(yīng)用及產(chǎn)品都是以椰殼纖維本身制成的紡織品及應(yīng)用。

由于天然纖維素纖維大多為多級原纖結(jié)構(gòu)，如微原纖和基原纖都小于50nm，這些納米纖維素原纖隨其粗細(xì)尺寸變細(xì)，其結(jié)晶度越高，故又稱為納米纖維素晶須。納米纖維素原纖的提取制備方法及研究，主要有物理法、生物法和化學(xué)法。

物理法是通過高壓打漿設(shè)備或者高壓精磨設(shè)備將纖維素纖維處理后制備出了具有納米尺寸的纖維素。(Cellulose microfibrils:a novel method of preparationusing high shear relining and cryocrushing.Chakraborty.Holzforschung.2005,59:102-107；Nano-fibrillation of pulp fibers for the processing of transparentnanocomposites.Iwamoto S,Nakagaito AN,Yano H.2007,89:461-466；The effect ofmorphological changes from pulp fiber towards nano-scale fibrillatedcellulose on the mechanical properties of high-strength plant fiber basedcomposites.Nakagaito AN,Yano H.2004,78:547-552.)