[发明专利]一种非离子型反胶束体系改性的纳米微晶纤维素及其改性方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非离子型反胶束体系改性的纳米微晶纤维素及其改性方法，特别是涉及一种采用非离子型表面活性剂在弱极性溶剂中制成反胶束体系对纳米微晶纤维素改性的非离子型反胶束体系改性的纳米微晶纤维素及其改性方法。

背景技术

由于纳米微晶纤维素在有机溶剂中分散性能较差，使其在复合材料上的应用受到很大的限制。

目前对纳米微晶纤维素改性的方法主要是通过化学改性，包括酯化、醚化、氧化、硅烷化、聚合接枝反应等。但化学改性方法需要对反应条件严格控制以保护纳米微晶纤维素的原始形态，以避免任何多形态转变及维持晶体的完整。此外，常用的改性方法需要事先对纳米颗粒进行干燥，干燥过程易造成纳米颗粒的不可逆团聚，从而影响纳米颗粒的性能。

反胶束，又称反胶团，是表面活性剂分散于连续的有机相中自发形成的与正常胶束结构相反的一种含水聚合体。有机溶剂通常采用异辛烷、环己烷、四氯化碳、苯等非极性有机溶剂或者氯仿/环己烷的弱极性/非极性混合有机溶剂，且当采用混合有机溶剂时选用的是阳离子表面活性剂。

反胶束中，亲水头朝内，形成球状的极性核，核中能溶解一定量的水，从而形成宏观上透明均一、热力学稳定的微乳液，微观上则是纳米级大小的“水池”。反胶束膜的强度、尺寸及增容量都较大，已被证明是多种化学反应，如酶催化、聚合、有机合成、纳米粒子制备反应的理想介质，被称为“微反应器”。

与在水溶液中的情况相反，表面活性剂在有机溶剂中形成极性头向内，非极性尾部朝外的含有水分子内核的聚集体，反胶束为纳米微晶纤维素的改性提供了一个有前景的途径。

目前将极性水溶性物质分散在有机溶剂中的方法主要采用对其进行化学改性或者表面活性剂的方法。化学改性方法的缺点是复杂，对反应条件有要求且容易改变物质本身的性质；表面活性剂改性缺点是表面活性剂使用量大，对环境造成污染。采用反胶束体系对极性物质进行改性，可以选择适合的有机溶剂作为体系的连续相，将极性物质的水溶液或者水分散液直接包在反胶束体系的“水池”中而不改变物质原有的性质。国内外的反胶束技术主要应用于非极性体系中极性物质的分离、酶的固定化以及纳米微粒的制备，其中对非极性体系中极性物质的分离的研究又侧重于对生物活性物质（蛋白质、氨基酸、抗生素、酶）的萃取分离。另外，用反胶束发制备以无机物或聚合物为载体的复合纳米微粒以及对生成的纳米微粒用有机染料进行表面修饰等也成为当今这一领域的研究热点，但是目前尚没有报道将其直接应用于极性物质的改性。

发明内容

本发明的目的是提供一种非离子型反胶束体系改性的纳米微晶纤维素及其改性方法，特别是提供一种采用非离子型表面活性剂在弱极性溶剂中制成反胶束体系对纳米微晶纤维素改性的非离子型反胶束体系改性的纳米微晶纤维素及其改性方法。

表面活性剂在水溶液中的浓度大于它的临界胶束浓度时，其极性基朝外与水接触，形成正常胶束，疏水基向里形成类似于液烃的内核，主要有球形、扁球形、棒状和层状等。与在水溶液中的情况相反，表面活性剂在有机溶剂中形成极性头向内，非极性尾部朝外的含有水分子内核的聚集体，称为反胶束。反胶束内部的极性环境使它可以增溶水、水溶液及其它极性物质而形成膨胀反胶束。本发明的一种非离子型反胶束体系为澄清透明溶液，所述的反胶束体系由非离子型表面活性剂、助表面活性剂和有机溶剂经超声波处理得到，所述的有机溶剂为弱极性有机溶剂或者弱极性有机溶剂与非极性有机溶剂的组合。改性后的纳米微晶纤维素为澄清透明溶液。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种非离子型反胶束体系，所述的非离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚或多元醇酯聚氧乙烯醚；所述的非离子型表面活性剂在所述反胶束体系中的浓度为0.01～0.20g/mL。

如上所述的一种非离子型反胶束体系，所述的助表面活性剂为正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、正辛醇或异辛醇；所述助表面活性剂与所述非离子型表面活性剂的质量百分比为：12.5%～200%。助表面活性剂的作用可以提高表面活性剂的效率。

如上所述的一种非离子型反胶束体系，所述的弱极性有机溶剂为极性大于0.1且小于等于4.5的有机溶剂，为二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷或甲苯；所述的弱极性有机溶剂与非极性有机溶剂的组合指的是所述弱极性有机溶剂与极性小于等于0.1的非极性有机溶剂的组合，所述的非极性有机溶剂为异戊烷、正戊烷、正己烷、环己烷或异辛烷，其中所述弱极性有机溶剂与非极性有机溶剂的质量百分比为：100%～200%。弱极性有机溶剂取代传统的非极性有机溶剂，可以扩大反胶束体系的应用范围。