以禾本科植物为原料生产纳米纤维的方法

摘要

一种以禾本科植物为原料生产纳米纤维的方法，采用如下六个步骤来实现：一是备料，二是羧甲基植物纤维的制成，三是高取代度羧甲基植物纤维的制备，四是羧甲基植物纤维的纳米纤维分散液的调制，五是羧甲基禾本科植物纳米纤维的制成，六是不同纳米尺度的植物纳米纤维的制成。采用本方法生产纳米纤维，具有纤维素无需分离，植物原料的纤维素、半纤维素和木质素三大主要组分全部利用，生产过程中没有强酸、黑液等污染物对环境的危害，节能、易操作、工序少，生物质能够综合利用。

主权项

一种以禾本科植物为原料生产纳米纤维的方法，其特征是按如下步骤进行：（1）备料：用禾本科植物为原料，干燥成自然含水率8%‑12%，机械粉碎60目‑100目；（2）羧甲基植物纤维的制成：以体积比为90%的乙醇水溶液为反应介质，植物原料与反应介质的质量比为1：（10‑20），在搅拌均匀、充分分散的原料中加入5‑8重量份NaOH，将NaOH配制成质量比浓度为30%的水溶液，在常压与20‑30℃中搅拌1h，加入工业级氯乙酸7‑10重量份，在常压与50‑70℃条件下醚化反应2小时，冷却至室温，用体积比为80%醋酸水溶液中和至中性，抽滤，采用体积比为80%的含水乙醇洗涤3‑4次，再用体积比为95%的乙醇洗涤1‑2次，干燥、粉碎，最终制成淡黄色粉末状，取代度为0.7‑1.7的羧甲基植物纤维产品；（3）高取代度羧甲基植物纤维的制备：将在步骤（2）制得的粉末状羧甲基植物纤维，分散在体积比为90%的乙醇水溶液中，两者的质量比为1：（10‑20），重复步骤（2）的制备羧甲基植物纤维的过程，获得取代度为1.0‑2.8的淡黄色粉末状的羧甲基植物纤维产品；（4）羧甲基植物纤维的纳米纤维分散液的调制：在步骤（2）和步骤（3）制得的粉末状羧甲基植物纤维分散在水中，浓度调制成质量比为0.02%‑0.2% ，采用高压均质仪均质20‑100次，或超声波振动60‑150 min，获得分散均匀的禾本科植物的纳米纤维分散液；（5）羧甲基禾本科植物纳米纤维的制成：在步骤（4）制成的羧甲基植物纤维的纳米纤维分散液经冷冻干燥，制得纳米纤维；（6）不同纳米尺度的植物纳米纤维的制成：以步骤（2）制得的羧甲基植物纤维经步骤（4）和（5）制成的植物纳米纤维为200‑500nm尺度，以步骤（3）制得的羧甲基植物纤维经步骤（4）和（5）制成的植物纳米纤维为10‑100nm。