微射流均质机在纳米纤维素制备中的应用

第第页微射流均质机在纳米纤维素制备中的应用纤维素是自然界分布广、含量多的一种葡萄糖组成的大分子多糖，不溶于水及一般有机溶液，是植物细胞壁的主要成分。纳米纤维素是通过天然纤维素分离得到的直径小于100nm的纤维聚集体。通过化学、物理、生物或者几者结合的手段从天然纤维原纤维分离得到的直径是小于100nm，长度可以达到微米的纤维聚集体，可再生、可自然分解、化学性能稳定。纤维素纳米纤维（CNF）、纤维素纳米晶体（CNC）、细菌合成纳米纤维素（BNC）这三大类。酸水解法、酶水解法、TEMPO-氧化法、高压微射流均化法、球磨法、高速搅拌法等。按其来源和制备方法可以归类为化学法、机械法、化学+机械法，产品的外观和性能因所用的制备方法的不同而略有差异。酸水解法是化学法中最常见的工艺，是通过酸水解除去天然纤维素非晶区的部分，得到名叫纤维素纳米晶须的针状结构的纳米材料，其具有很高的结晶度、强度和模量且纳米纤维素的长度较短。机械法制备的纳米纤维素通常被称为MFC，此产品具有更高的力学性能、拉伸强度、抗撕裂性能等。化学加机械法是先通过化学法对纤维素进行改性，使其在表面带上特定的官能团，然后再通过高压微射流均化或机械搅拌等处理来制备纳米纤维素。此方法耗能低、设备要求简单、在水中的分散性更好且在干燥后能再次的溶解在水中，优势突出。微射流均质机是一种利用高压将物料通过微射流喷嘴喷出，从而实现物料的超微细化和均质化的设备。在纳米纤维素的制备过程中，微射流均质机通过高压均质作用，能够有效地将纤维素纤维撕裂成纳米级别的纤维，从而提高纳米纤维素的得率和质量。酶解结合高压均质法制备纳米纤维素及其再分散性研究：微射流均质机被用来将酶解预处理后的纤维素进一步细化为纳米纤维素。在高压下，均质机通过微射流喷嘴产生的强大剪切力，有效地将纤维素纤维分割成纳米级尺寸，同时确保了所得纳米纤维素的均一性和稳定性。研究中，均质机设定在25000psi的压力下进行4次循环，成功制备出粒径范围在200-700nm的纳米纤维素。纳米纤维素基中性笔墨水的研究：微射流均质机在此研究中用于将纤维素原料转化为纳米纤维素，为后续制备中性笔墨水奠定基础。通过在25000psi的高压下均质4次，实现了纤维素的纳米化，为墨水提供了必要的流变性和书写性能。纳米纤维素基复合涂层用于纸张防油疏水的研究：虽然文献中未具体提及微射流均质机的参数，但这类设备通常用于将纤维素原料转化为纳米级纤维，从而提高涂层材料的性能。微射流均质机在此类应用中能够确保涂层的均匀性和纳米纤维素的高分散性，对增强纸张的防油和疏水性至关重要。草酸法水解纳米纤维素的制备及其应用：尽管文献中没有详细说明微射流均质机的具体参数，但该设备在草酸水解后用于进一步细化纤维素，制备出具有高结晶度和热稳定性的纳米纤维素。微射流均质机在这一过程中通过其剪切力和空穴效应，促进了纳米纤维素的形成。微射流均质机在纳米纤维素的制备过程中扮演了重要角色，它不仅能够实现纤维素的高效纳米化，还能保证纳米纤维素的均匀性和稳定性，对于提升纳米纤维素在各个应用领域的性能至关重要。通过精确控制均质机的参数，如压力和循环次数，研究人员能够定制纳米纤维素的粒径和形态，以满足特定应用的需求。微射流均质机的优势高效性：微射流均质机能够在较短的时间内实现纤维素纤维的超微细化，提高生产效率。均匀性：通过高压均质作用，微射流均质机能够使纤维素纤维在纳米级别上达到较高的均匀性，这对于后续的应用至关重要。可调性：微射流均质机的操作参数如压力、温度等可以根据实际需求进行调节，以适应不同的制备需求。环保性：与传统的化学法相比，微射流均质机在制备纳米纤维素的过程中无需使用大量的化学试剂，减少了对环境的污染。微射流均质机在纳米纤维素的制备中发挥着重要作用，其高效