[发明专利]一种在水性介质中分散纳米晶纤维素粉体的方法

说明书

本发明公开了一种在水性介质中分散纳米晶纤维素粉体的方法，该方法能在不使用分散剂和输入低能量情况下分散粉体纳米晶纤维素，解决酸解法制备的纳米晶纤维素经干燥处理后在水中分散性差、团聚严重的技术问题。该方法具体包括以下步骤，将一定量纳米晶纤维素粉体缓慢加入搅拌的水中进行机械搅拌处理，然后在控温下进行超声波处理，得到纳米晶纤维素溶液。本发明可以将纳米晶纤维素粉体分散在水中，操作容易、方法简单，得到的溶液粒径分布窄，可以恢复到原有纳米级尺度。

技术领域

本发明涉及纳米晶纤维素粉体的分散领域，具体涉及一种在水性介质中分散纳米晶纤维素粉体的方法。

背景技术

纤维素是自然资源中储量最为丰富的可降解生物高分子化合物。它由无序排列的无定形区和向列紧密有序的结晶区构成。纤维素经过无机酸处理后无定形区发生横向劈裂被大量水解除去而结晶区得以保留，可制得纳米晶纤维素。硫酸、盐酸等均可用来水解纤维素制备纳米晶纤维素，通过硫酸法制备的纳米晶纤维素比表面积大，强度高，还具有优良的热稳定性、耐酸碱性、力学和光学性能，可广泛应用于多个行业，是目前最为成熟的生产方法。为了便于运输和保存，纳米晶纤维素需要进行干燥处理。但是，现有酸解法制备的纳米晶纤维素经干燥后，所得粉体很难在水性介质中再次分散，当加入水中时，极易絮聚沉淀，限制了纳米晶纤维素的应用范围。为解决分散问题，现有技术主要通过改变纳米晶体纤维素的制备工艺。

专利CN102245815A公开了一种可再分散的经干燥的纳米晶体纤维素的制备方法，通过用氢氧化物水溶液滴定或者借助M⁺形式的阳离子交换树脂将H-CNC的质子交换为中性单价阳离子M⁺,随后将得到的悬浮液冷冻干燥，制备能够可再分散于水中的纳米纤维素晶体。

专利CN102584059A公开了一种纳米纤维素分散粉体的制备方法，该方法将1,4-二氧六环加入乳化纳米纤维素水分散液中得到混合分散液,冷冻得到冷冻凝胶，冷冻干燥后得到纳米纤维素分散粉体。

专利CN105295069A公开了一种纤维素胶体分散系的制法和其制得的纤维素胶体分散系，将纤维素材料与“溶解纤维素功能离子液体”加热搅拌溶解处理纤维素，然后依次加入“催化纤维素片段化功能离子液体”,“表面活性剂功能离子液体”和水,保温,剧烈搅拌混合均匀制得纤维素胶体分散系。该方法制得的纤维素胶体中纤维素完全溶解,分散十分均匀,纤维素的浓度高，生物兼容性良好。

专利CN104640882A公开了一种用于制备适合分散在水性介质中的原纤化纤维素粉末的方法，主要是添加单价盐如氯化钠、氯化钾和氯化锂到原纤化纤维素的悬浮液中，然后透析得到分散均匀的纤维素悬浮液。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，在不改变酸解法制备纳米晶纤维素工艺的基础上，提供一种在水性介质中分散纳米晶纤维素粉体的方法，解决酸解法制备的纳米晶纤维素经干燥处理后在水性介质中的分散性差、团聚严重的问题，为纳米晶纤维素粉体的广泛应用提供条件。

本发明通过下述技术方案实现。

一种在水性介质中分散纳米晶纤维素粉体的方法，以经干燥的纳米晶纤维素粉体为原料，将其缓慢加入水中进行机械搅拌处理，然后在控温下进行超声波处理，得到分散均匀的、恢复到原有纳米尺度的纳米晶纤维素溶液。

一种在水性介质中分散纳米晶纤维素粉体的方法，包括以下步骤：

（1）将纳米晶纤维素粉体加入到水中，进行机械搅拌处理；

（2）将步骤（1）所得纳米晶纤维素悬浮液在控温条件下进行超声波处理，进一步使纳米晶纤维素均匀分散在水相中，恢复原有粒径尺度。

优选的，步骤（1）所述纳米晶纤维素粉体为酸解法制备的纳米晶纤维素粉末。

优选的，步骤（1）中将1g～5g纳米晶纤维素粉体加入100ml水中机械搅拌处理。