纳米纤维素晶须的制备及应用的研究进展.pdf

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1、第30卷第2期林产化学与工业Vo1．30No．22010年4月ChemistryandIndustryofForestProductsApr．2010纳米纤维素晶须的制备及应用的研究进展李金玲，陈广祥，叶代勇(华南理工大学化学与,f~s-学院，广东广州510640)摘要：综述了以天然纤维素为原料制备纳米纤维素晶须，及对其进行表面改性的方法和纳米纤维素晶须应用于精细化工等领域中的研究现状和发展概况。主要介绍了纤维素水解工艺的研究、纳米纤维素晶须的制备方法及工艺、产品结构及性质的表征、纳米纤维素晶须的改性方法及其在精LIJin·ling细化工产品、

2、材料学等领域的应用现状。关键词：纳米纤维素晶须；改性；精细化工产品．中图分类号：TQ351文献标识码：A文章编号：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．aremainlyintroduced．Keywords：nanocellulosewhiskers；modification；finechemicalproducts纤维素是自然界中最丰富的具有生物降解性的高分子材料。随着资源的严重匮乏和人们对环保的日益重视，有效利用这种价廉物丰的绿色可再生资源，利用新技术在微观领域对纤维素分子及晶须

5、进行重新组装和改性，开发出具有优异性能的新型精细化工产品，具有极其重要的意义。纳米纤维素按其形貌可分为纳米纤维素晶体(晶须)、纳米纤维素复合物和纳米纤维素纤维三类⋯。纳米纤维素晶须(NCW)长度为10-1000nm，横截面尺寸只有5～20nm，长度与横截面尺寸之比(长径比)为1—100J。Grunert描述了纳米纤维素晶须的制备和表面改性途径。纳米纤维素晶须结晶性高、亲水性强、强度大，具有特殊的光学性质、流变性能和机械性能，有着广泛的用途；特别是其具有生物相容性和生物可降解性，可用于制备环保型的纳米复合材料，因此对纳米纤维素晶须的研究是当前的一

6、个热点。国际上最近十几年才开始系统地研究纳米纤维素晶须，已经在制备、表征、表面修饰、复合材料等功能特性应用方面做过许多尝试性研究。作者对纳米纤维素晶须的制备方法及工艺条件的研究现状、产品结构及性质的表征、纳米纤维素晶须的表面改性及其在精细化工、材料学等领域的应用等方面进行了综述。1纤维素水解过程工艺条件的研究纳米纤维素晶须可以通过酶水解或酸水解方法得到，前者对酶的选择性高，反应工艺要求高；而后收稿日期：2009—04—13基金项目：国家自然科学基金资助项目(20646003)；广东省自然科学基金资助项目(07300767)作者简介：李金玲(19

7、84一)，女，湖北黄冈人，硕士生，研究方向为纳米纤维素晶须分子信息化及其应用；E—mail：jinlingli2010@163．con／通讯作者：叶代勇，男，副教授，博士，主要从事精细化学品及纳米纤维素的研究；E—mail：cedyye@scut．edu．ca。122林产化学与工业第30卷者过程简单易行，并且可以通过渗析等方法对残余酸进行回收利用j，是一种绿色环保的方法。1．1纳米纤维素晶须的制备方法最早的纳米纤维素胶体悬浮液是由Nickerson和Habrle于1947年用盐酸和硫酸水解木材和棉絮制备得到的，Ranby等在1952年用酸解法制

8、备了长50-60nm、宽5～10nm的棒状纳米纤维素晶须。研究表明用盐酸和硫酸在中等温度(45-60℃)水解不同的纤维素原料可以制备1％左右的纳米纤维