竹纳米纤维素的制备方法及竹纳米纤维素与流程

本申请涉及植物纳米纤维素的制备领域，具体涉及一种竹纳米纤维素的制备方法及竹纳米纤维素。

背景技术：

1、纳米纤维素是通过化学、物理、生物或几者相结合的手段处理纤维得到的直径小于100nm，长度可到微米级的纤维聚集体。他们具有优异的机械性能，巨大的比表面积、高结晶度、良好的亲水性、高透明度、低密度、良好的生物可降解性与生物相容性以及稳定的化学性质，纳米纤维素在生物制药、食品加工、能源材料、功能材料等领域的应用研究日益受到人们的重视。

2、目前，真正产业化的植物纳米纤维素制备技术有两种，一种是氧化法，采用温和的水性氧化体系tempo/nabr/naclo及温和的机械处理来制备纳米纤维素，自此纳米纤维素的制备及应用得到了长足发展，并逐渐走向产业化应用；另一种是强酸水解法，采用较高浓度的硫酸(或盐酸)，在一定温度下搅拌反应，直接将植物纤维水解成具有良好分散性的纳米纤维素材料。国内植物纳米纤维素主要采用后一种方法制备，但该方法存在明显不足，一是对设备要求高，二是存在环境污染风险大，三是水解得率低(一般只有50％左右)，四是产品长径比较小，应用领域受到极大限制。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种竹纳米纤维素的制备方法及竹纳米纤维素，以克服上述现有技术存在的不足。

2、本申请提供了一种竹纳米纤维素的制备方法，包括如下步骤：

3、(1)备料：提供竹浆原料并加水稀释，得到浓度5％-25％的竹浆；

4、(2)机械预处理：对所述竹浆进行磨浆，使其叩解度达到50°sr以上；

5、(3)化学预处理：向磨浆后的竹浆中加入柠檬酸水溶液，在80-110℃下搅拌处理2-8小时后，趁热进行固液分离；

6、(4)洗涤：热水洗涤由步骤(3)固液分离得到的竹浆至中性；

7、(5)纤维短化：将步骤(4)得到的中性竹浆粉碎0.1-1.0小时，得到竹浆纤维；

8、(6)纤维素纳米化：使所述竹浆纤维在1000-1500公斤压力的条件下，经过多次循环均质，得到竹纳米纤维素。

9、作为对上述方案的进一步改进，步骤(1)中，所述竹浆原料为漂白竹浆或本色竹浆，所述竹浆的浓度为8％-20％。

10、作为对上述方案的进一步改进，步骤(3)中，磨浆后的竹浆与加入的柠檬酸水溶液的比例为1：20-1：100(g：l)，化学预处理体系中柠檬酸的质量浓度为65％-80％。

11、作为对上述方案的进一步改进，步骤(3)中，向磨浆后的竹浆中加入柠檬酸水溶液，在95-100℃下搅拌处理4-6小时后，趁热进行固液分离。

12、作为对上述方案的进一步改进，步骤(5)中，采用超声波细胞粉碎机粉碎所述中性竹浆，粉碎浓度为0.5％-1.5％，超声功率为83％-90％。

13、作为对上述方案的进一步改进，该制备方法还包括对步骤(5)得到的竹浆纤维进行均整的步骤：使所述竹浆纤维经高速搅拌机搅拌1-10分钟。

14、作为对上述方案的进一步改进，步骤(6)中，采用高压均质机对所述竹浆纤维进行加压循环均质3-6次，均质浓度为0.2％-1％。

15、作为对上述方案的进一步改进，该制备方法还包括使步骤(6)得到的所述竹纳米纤维素经过微射流均质器进行纳米化处理的步骤。

16、作为对上述方案的进一步改进，所述竹纳米纤维素的得率大于80％。

17、本申请还提供了一种的竹纳米纤维素，由上述竹纳米纤维素的制备方法制得，所述竹纳米纤维素的水溶液的透光度大于80％；所述竹纳米纤维素的长度为200-500nm，宽度为10-20nm。

18、本申请的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本申请提供的竹纳米纤维素的制备方法中，柠檬酸腐蚀性弱，对生产设备要求较低，且排放物回收再利用便利，对环境影响小，生产成本较低，易于工业化生产；由该制备方法制得的竹纳米纤维素得率高，竹纳米纤维素长径比适中，应用范围更广泛。本申请还提供了一种由该竹纳米纤维素的制备方法制得的竹纳米纤维素。

技术特征：

1.一种竹纳米纤维素的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的竹纳米纤维素的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述竹浆原料为漂白竹浆或本色竹浆，所述竹浆的浓度为8％-20％。

3.根据权利要求1所述的竹纳米纤维素的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，磨浆后的竹浆与加入的柠檬酸水溶液的比例为1：20-1：100(g：l)，化学预处理体系中柠檬酸的质量浓度为65％-80％。

4.根据权利要求1所述的竹纳米纤维素的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，向磨浆后的竹浆中加入柠檬酸水溶液，在95-100℃下搅拌处理4-6小时后，趁热进行固液分离。

5.根据权利要求1所述的竹纳米纤维素的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，采用超声波细胞粉碎机粉碎所述中性竹浆，粉碎浓度为0.5％-1.5％，超声功率为83％-90％。

6.根据权利要求1所述的竹纳米纤维素的制备方法，其特征在于，该制备方法还包括对步骤(5)得到的竹浆纤维进行均整的步骤：使所述竹浆纤维经高速搅拌机搅拌1-10分钟。

7.根据权利要求1所述的竹纳米纤维素的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，采用高压均质机对所述竹浆纤维进行加压循环均质3-6次，均质浓度为0.2％-1％。

8.根据权利要求1所述的竹纳米纤维素的制备方法，其特征在于，该制备方法还包括使步骤(6)得到的所述竹纳米纤维素经过微射流均质器进行纳米化处理的步骤。

9.根据权利要求1所述的竹纳米纤维素的制备方法，其特征在于，所述竹纳米纤维素的得率大于80％。

10.一种竹纳米纤维素，由权利要求1-9中任意一项所述的竹纳米纤维素的制备方法制得，其特征在于，所述竹纳米纤维素的水溶液的透光度大于80％；所述竹纳米纤维素的长度为200-500nm，宽度为10-20nm。

技术总结本申请涉及一种竹纳米纤维素的制备方法，包括：提供竹浆原料并加水稀释至浓度5％‑25％；对所述竹浆进行磨浆，使其叩解度达到50<supgt;o</supgt;SR以上；向该竹浆中加柠檬酸水溶液，在80‑110℃搅拌处理2‑8小时，趁热进行固液分离；将固液分离得到的竹浆洗涤至中性；将中性竹浆粉碎0.1‑1.0小时，得到竹浆纤维；使竹浆纤维在1000‑1500公斤压力的条件下，经过多次循环均质，得到竹纳米纤维素。该竹纳米纤维素的制备方法中，柠檬酸腐蚀性弱，对生产设备要求较低，且排放物对环境影响小，易于回收再利用，生产成本较低，易于工业化生产；由该制备方法制得的竹纳米纤维素得率高，竹纳米纤维素长径比适中，应用范围更广泛。本申请还提供一种由该竹纳米纤维素的制备方法制得的竹纳米纤维素。技术研发人员：陈丙才,张力国,李晓琴,何文琳受保护的技术使用者：泰盛科技（集团）股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/12