[发明专利]一种纤维素纳米晶悬浮液及其制备方法

权利要求书

1.一种纤维素纳米晶悬浮液，其特征在于：所述悬浮液包括水和分散在水中的纤维素纳米晶；所述纤维素纳米晶为长宽比为1到100的棒状纳米粒子。

2.根据权利要求1所述的纤维素纳米晶悬浮液，其特征在于：所述纤维素纳米晶的长度为90±50nm，宽度为10±4nm。

3.一种权利要求1所述的纤维素纳米晶悬浮液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

预处理：对纤维素原料进行预处理；所述预处理为湿磨、球磨或超声；

氧化剂水解：向预处理过的纤维素原料中加入0.1-30倍重的氧化剂，20-80℃下水解1-24小时，得到水解液；向水解液中加入1-10倍重蒸馏水稀释，除去氧化剂，得到的溶液pH为5-9；

（3）机械解纤：将步骤（2）中得到的溶液通过机械方法处理，即得纤维素纳米晶悬浮液；所述机械方法为超声或高压均质化。

4.根据权利要求3所述的纤维素纳米晶悬浮液的制备方法，其特征在于：所述纤维素原料选自微晶纤维素粉末、纤维素纸浆或者漂白木浆。

5.根据权利要求3所述的纤维素纳米晶悬浮液的制备方法，其特征在于： 

所述步骤（1）中的预处理为湿磨时，预处理方法如下：向纤维素原料中加入去离子水，得到纤维素质量百分浓度为1-20%的溶液，纤维素在溶液中浸泡0.5-24小时后，倒入湿磨机内碾磨1-10次，每次1-15分钟；所述湿磨机的齿轮间距为0.5-50μm；

所述步骤（1）中的预处理为球磨时，预处理方法如下：向纤维素原料中加入去离子水，得到纤维素质量百分浓度为1-20%的溶液，纤维素在溶液中浸泡0.5-24小时后，倒入球磨机内碾磨1-10次，每次1-15分钟；

所述步骤（1）中的预处理为超声时，预处理方法如下：向纤维素原料中加入去离子水，得到纤维素质量百分浓度为1-20%的溶液，纤维素在溶液中浸泡0.5-24小时后，超声1-10次，超声频率为50-2000Hz，每次1-30分钟。

6.根据权利要求3所述的纤维素纳米晶悬浮液的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的氧化剂为硫酸、盐酸、磷酸、双氧水溶液以及摩尔比为1：10：0-10的2,2,6,6-四甲基哌啶氧自由基-次氯酸钠-溴化钠的混合氧化体系；所述硫酸、盐酸、磷酸和双氧水的浓度为20-80%。

7.根据权利要求3所述的纤维素纳米晶悬浮液的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中除去氧化剂的方法为先离心分离后透析或先透析后离心分离；所述离心分离步骤如下：将溶液转移到离心管中，离心分离1-10次，每次3-15分钟，离心的转速为500-24000rpm；所述透析步骤如下：将溶液转移到截留分子量为10000-12000的透析袋中，透析48小时直到溶液pH为5-9。

8.根据权利要求3所述的纤维素纳米晶悬浮液的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的机械方法为超声时，步骤如下：将步骤（2）得到的溶液超声1-10次，每次1-30分钟，超声频率为50-2000Hz；所述步骤（3）中的机械方法为高压均质化时，步骤如下：将步骤（2）得到的溶液在150-300MPa下，以50-200ml/min的速率通过高压均质化器1-30次。