納米纖維素晶須的制備及應(yīng)用的研究進(jìn)展.pdf

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1、第30卷第2期林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè)Vo1．30No．22010年4月ChemistryandIndustryofForestProductsApr．2010納米纖維素晶須的制備及應(yīng)用的研究進(jìn)展李金玲，陳廣祥，葉代勇(華南理工大學(xué)化學(xué)與,f~s-學(xué)院，廣東廣州510640)摘要：綜述了以天然纖維素為原料制備納米纖維素晶須，及對其進(jìn)行表面改性的方法和納米纖維素晶須應(yīng)用于精細(xì)化工等領(lǐng)域中的研究現(xiàn)狀和發(fā)展概況。主要介紹了纖維素水解工藝的研究、納米纖維素晶須的制備方法及工藝、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的表征、納米纖維素晶須的改性方法及其在精LIJin·ling細(xì)化工產(chǎn)品、

2、材料學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀。關(guān)鍵詞：納米纖維素晶須；改性；精細(xì)化工產(chǎn)品．中圖分類號：TQ351文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：0253—2417(2010)02—0121—05ProgressofResearchonPreparationandApplicationofNanocelluloseWhiskersLIJin-ling，CHENGuang—xiang，YEDai-yong(SchoolofChemistryandChemicalEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou51064

3、0，China)Abstract：Advancesofresearchonpreparation，modificationandapplicationofnanocellulosewhiskers(NCW)arereviewed．NCWareproducedfromnaturalcellulosebysulfuric—acidhydrolysis．Recentprogressofresearchonhydrolysisprocess，prepara·lionmethodsandconditions，characterizationofprope

4、~iesofNCW，su／~acemodificationmethodsandtheapplicationofNCWinthefieldsoffinechemicalandmaterialscience，etc．a(chǎn)remainlyintroduced．Keywords：nanocellulosewhiskers；modification；finechemicalproducts纖維素是自然界中最豐富的具有生物降解性的高分子材料。隨著資源的嚴(yán)重匱乏和人們對環(huán)保的日益重視，有效利用這種價(jià)廉物豐的綠色可再生資源，利用新技術(shù)在微觀領(lǐng)域?qū)w維素分子及晶須

5、進(jìn)行重新組裝和改性，開發(fā)出具有優(yōu)異性能的新型精細(xì)化工產(chǎn)品，具有極其重要的意義。納米纖維素按其形貌可分為納米纖維素晶體(晶須)、納米纖維素復(fù)合物和納米纖維素纖維三類?。納米纖維素晶須(NCW)長度為10-1000nm，橫截面尺寸只有5～20nm，長度與橫截面尺寸之比(長徑比)為1—100J。Grunert描述了納米纖維素晶須的制備和表面改性途徑。納米纖維素晶須結(jié)晶性高、親水性強(qiáng)、強(qiáng)度大，具有特殊的光學(xué)性質(zhì)、流變性能和機(jī)械性能，有著廣泛的用途；特別是其具有生物相容性和生物可降解性，可用于制備環(huán)保型的納米復(fù)合材料，因此對納米纖維素晶須的研究是當(dāng)前的一

6、個(gè)熱點(diǎn)。國際上最近十幾年才開始系統(tǒng)地研究納米纖維素晶須，已經(jīng)在制備、表征、表面修飾、復(fù)合材料等功能特性應(yīng)用方面做過許多嘗試性研究。作者對納米纖維素晶須的制備方法及工藝條件的研究現(xiàn)狀、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的表征、納米纖維素晶須的表面改性及其在精細(xì)化工、材料學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用等方面進(jìn)行了綜述。1纖維素水解過程工藝條件的研究納米纖維素晶須可以通過酶水解或酸水解方法得到，前者對酶的選擇性高，反應(yīng)工藝要求高；而后收稿日期：2009—04—13基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(20646003)；廣東省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(07300767)作者簡介：李金玲(19

7、84一)，女，湖北黃岡人，碩士生，研究方向?yàn)榧{米纖維素晶須分子信息化及其應(yīng)用；E—mail：jinlingli2010@163．con／通訊作者：葉代勇，男，副教授，博士，主要從事精細(xì)化學(xué)品及納米纖維素的研究；E—mail：cedyye@scut．edu．ca。122林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè)第30卷者過程簡單易行，并且可以通過滲析等方法對殘余酸進(jìn)行回收利用j，是一種綠色環(huán)保的方法。1．1納米纖維素晶須的制備方法最早的納米纖維素膠體懸浮液是由Nickerson和Habrle于1947年用鹽酸和硫酸水解木材和棉絮制備得到的，Ranby等在1952年用酸解法制

8、備了長50-60nm、寬5～10nm的棒狀納米纖維素晶須。研究表明用鹽酸和硫酸在中等溫度(45-60℃)水解不同的纖維素原料可以制備1％左右的納米纖維