[发明专利]一种利用甘草残渣制备纤维素微纳米纤丝的方法

说明书

本发明涉及一种利用甘草残渣制备纤维素微纳米纤丝的方法，步骤如下：⑴将甘草残渣除杂质、洗涤、挤压脱水；⑵蒸煮；⑶分散、筛选；⑷脱除非纤维素类物质；⑸通过化学改性增加纤维素纤维在水相中的分散性；⑹调节物料质量浓度为0.1～5.0％，充分搅拌、分散，然后利用高压均质机进行均质处理，均质次数根据所需产品的性能进行调节和设定，即得纤维素微纳米纤丝。本发明将中草药废弃物变废为宝，在一定程度上开辟了以甘草为原料的天然纤维素高性能基材的途径，为甘草残渣后续的应用研究打下了基础，丰富了纳米纤维素的原料；该方法借助化学法处理、机械法处理，制备过程反应条件相对温和，反应容易控制，操作简单。

技术领域

本发明属于制浆造纸与生物质资源利用相结合技术领域，尤其是一种利用甘草残渣制备纤维素微纳米纤丝的方法。

背景技术

纤维素是地球上含量最丰富的天然高分子可再生资源之一，具有来源广泛，生物可降解性、生物相容性以及力学性能高等优点。近年来，由于纳米科学与技术的蓬勃兴起，带动了纤维素纳米纤维、纳米晶须和纤维素基纳米材料等的迅速发展。

从天然纤维素中制备的纤维素微纳米纤丝不但保留了原有纤维素的生物可降解性、生物相容性以及可再生性等特点，还具有较高的杨氏模量、高结晶度、高纯度等优点，使得纤维素微纳米纤丝在造纸、汽车、建筑、食品、化妆品等方面具有广阔的应用前景。一般用来制备纤维素微纳米纤丝的原料多为化学浆，对于化学浆的生产一般是利用木材纤维进行蒸煮、化学处理除木素来实现的，动力消耗高且生产成本高。对于一个森林资源匮乏的国家而言，这并不符合可持续发展要求，且大量化学药品的使用也会造成环境的污染。我国拥有非常丰富的非木材纤维资源，而且在过去的几十年中非木材纤维资源一直占制浆造纸原料的很大部分。因此，发展非木材纤维原料在制浆造纸工业的应用显得尤为重要。

甘草作为一种非木材纤维原料其分布十分广泛，广泛应用于医药、食品、烟草等行业。而甘草经过提取后剩余的残渣—甘草渣一小部分被用于生产动物饲料，大部分则作为固体废弃被丢弃。经过研究发现，甘草渣所含化学成分与甘草化学成分相似。因此就目前对于甘草渣所做的处理，不但造成了资源的浪费，同时造成环境污染。利用甘草渣来代替化学浆用于制备纤维素微纳米纤丝不但做到了充分利用纤维资源，减轻了大量使用木材纤维的负荷，还降低了对环境的污染，生产成本降低。

本发明提供一种制备纤维素微纳米纤丝的方法，对甘草渣资源的高效和高值化利用，以及环境保护等方面具有重要的意义。

通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种利用甘草残渣制备纤维素微纳米纤丝的方法，该方法开辟了以甘草为原料的天然纤维素高性能基材的途径，为甘草残渣后续的应用奠定基础。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种利用甘草残渣制备纤维素微纳米纤丝的方法，所述方法包括原料预处理及纤维素微纳米纤丝的制备，步骤如下：

⑴将甘草残渣进行挑选去除杂质，然后用水反复冲洗直到洗涤废水变得澄清为止，最后进行挤压脱水，达到浓缩的目的，继而收集并存储原料，备用；

⑵将经过上述步骤⑴处理后的甘草残渣浆料进行蒸煮，加入NaOH溶液和蒽醌到蒸煮锅中进行蒸煮，固液比为1:5～1:20，设定蒸煮的最高温度为150～200℃、升温时间为30～90min、保温时间30～180min；

蒸煮之前对其进行搅拌使蒸煮液与原料混合均匀；

其中，所述NaOH的用量为甘草残渣浆料的绝干质量的10％～30％，所述蒽醌的用量为甘草残渣浆料的绝干质量的0.02％～0.2％；