納米纖維素
發布日期：2023-09-11 瀏覽次數：297次
應用背景
隨著社會與人類文明的不斷進步，煤炭、石油等不可再生資源不斷被消耗，地球環境壓力也日益增加，可持續發展也上升到國家戰略層面?？稍偕Y源，特別是綠色生物能源的利用將是未來研發應用的重要方向。世界能源資源危機使可再生資源的開發與利用成為一個熱點，大量陸生植物和水生植物及其廢棄物是目前國內外特別是發達國家可再生資源領域研究和開發的趨勢，必將成為未來非再生資源的補充和取代物。
應用優勢
納米纖維素（nanocrystalline cellulose,簡稱NCC）是以富含纖維素的生物質材料為原料，通過去除半纖維素、木質素等非纖維成分，并采用機械的、化學的或生物的方法將其任一維尺寸縮減至100nm以內的纖維素材料。納米纖維素的直徑通常為5～100nm，長度在幾十到數百納米之間，具有較高的長徑比。納米纖維素不僅承繼了纖維素的一些特性，如可再生、可降解性、親水性、廣泛的化學可修飾性，而且具有非常多的優異性能，比如粒徑小、比表面積大、高強度、高硬度、密度小等，而且其表面含有大量的極性基團，非常容易進行表面改性，使其表面電位升高，從而導致在基體或溶液中的穩定性增加。
應用案例
Henriksson等研究發現，用纖維素內切酶水解云杉木漿可以促進后續高壓均質過程中纖維素的崩解。這種方法制備的納米纖維素具有更高的分子量和更大的長徑比。用纖維素內切酶水解云杉和松樹混合木漿，然后進行高壓均質，實現了木質纖維的可控納米化工藝。
應用方案
目前，制備納米纖維素的主要方法包括生物化學法和機械法。其中生物化學法主要生物酶水解法或酸水解法，此種方法獲得的納米纖維素常為膠狀顆粒，其產品通常為納米微晶纖維素、納米晶須或納米晶體纖維素; 機械法主要包括高壓均質、高速剪切、研磨、超聲波，這種機械法制備的納米纖維素主要呈纖維狀，產品稱為納米纖維素纖維或者纖維素微纖絲。為了提高納米纖維素的制備效率，國內外學者探索了多種纖維素材料的預處理方法，如化學改性、溶劑處理和酶解等方法。酶水解法制備納米纖維素，工藝條件溫和、專一性強、環境友好，但產率較低。高壓均質法可以比較容易地放大至工業化連續生產，但其能耗偏大，而且植物纖維中的長纖維經常會引起設備內部特別是活動部件如閥門處的堵塞，必須拆卸清洗，進而影響生產效率。因此，采用生物化學法輔助高壓均質的方法來制備納米纖維素可以有效的彌補兩種方法的缺陷。
解決方案
國內曾有學者研究以目前大量存在的竹、木、棉、麻和海藻等植物纖維為原料，針對不同組分植物纖維的規?；a均存難以攻克的技術和環境難題，重點研究精制分離、化學水解和高壓均質作用相協同的關鍵技術，采用PhD高壓均質機，合成高度有序排列的納米纖維素，其中直徑為20～30納米，長度為數微米，能獲得高懸浮穩定性納米纖維素溶膠。
納通優勢
隨著新能源行業的日益增長，研究人員越來越多尋求開發高性能材料，其中材料的分散均勻性問題總是在阻礙這個過程。納米技術的新突破有助于將新的和更有效的能源應用帶入生活，高壓均質機能為該領域科研人員和制造商提供納米化均質分散的技術。高壓均質機可以將材料顆粒尺寸減小到亞微米級，以產生穩定的納米乳液和懸浮液。液滴尺寸的減小和顆粒更均勻的分散，材料的性能將顯著增加，可以達到更好的外觀，更優越的效果，更少的有機溶劑添加等等，使得在競爭激烈的市場中脫穎而出成為可能。
1、制得的粒子粒徑小
2、粒度分布窄且均勻
3、效果顯著
4、數據重現性強
5、可大批量連續生產
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