一种高硫酸根基团接枝型纤维素纳米晶体及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种高硫酸根基团接枝型纤维素纳米晶体及其制备方法和用途。该高硫酸根基团接枝型纤维素纳米晶体表面‑SO3‑含量为2.5‑4.0mmol/g。该制备方法包括以下步骤：(1)将废纸干燥后，粉碎并过筛得纸屑；(2)搅拌条件下用丙三醇润胀所述纸屑，(3)将润胀后的纸屑分散到含有碱和过氧化物的水溶液中搅拌下进行分离纤维和脱色处理，然后离心得到固体；(4)将步骤(3)得到的固体分散到浓硫酸中进行水解处理，然后加入20‑30倍体积的冷水终止反应，离心直到浅蓝色的胶体溶液出现；(5)在蒸馏水中用透析袋透析所述胶体溶液以除去多余的酸。该高硫酸根基团接枝型纤维素纳米晶体用于制备O/W微乳液，能显著增强O/W微乳液乳化性能。

A high sulfate radical grafted cellulose nanocrystal and its preparation method and Application

The invention relates to a high sulfate radical grafted cellulose nanocrystal and a preparation method and application thereof. The surface content of the high sulfate radical grafted cellulose nanocrystals is 2.5 SO3 4.0mmol/g. The preparation method comprises the following steps: (1) the waste paper is dried, crushed and screened out of paper chips; (2) the scraps are swelled with glycerol in the stirring condition, and (3) the paper debris after the swelling is dispersed into the aqueous solution containing the alkali and peroxide to separate the fiber and decolorization, and then centrifuge to get the solid; (4) step (3) The obtained solid is dispersed into the concentrated sulfuric acid to be hydrolyzed and then added to the cold water termination reaction of 20 times and 30 times, and the centrifugation until the light blue colloid solution appears; (5) the colloid solution is used in the dialysis bag to remove the excess acid in the distilled water. The grafted cellulose nanocrystals with high sulfate radical group are used to prepare O/W microemulsion, which can significantly enhance the emulsifying properties of O/W microemulsion.

【技术实现步骤摘要】
一种高硫酸根基团接枝型纤维素纳米晶体及其制备方法和用途
本专利技术涉及一种纤维素纳米晶体，更具体地说，涉及一种高硫酸根基团接枝型纤维素纳米晶体及其制备方法和用途。
技术介绍
每年废纸造成的资源浪费和环境污染十分严重，而废纸可变废为宝，可从中提取CNCs，用于增强O/W微乳液中的乳化作用。除此之外，CNCs因其高结晶度、高杨氏模量，加之其具备的纳米尺寸效应、化学可改性、可降解等特性可以应用于生物、医学、材料科技等领域。CNCs表面存在大量的羟基和极性基团使得CNCs和普通纳米材料一样极易发生团聚，很难在非极性聚合物基体中分散和相容，表面改性是实现纳米纤维素应用的关键步骤。工业常采用硫酸或盐酸水解制备CNCs，因硫酸与CNCs的醇羟基产生化学反应，产生带负电荷的离子化硫酸盐半酯，导致微晶之间的排斥力，促进晶须在水中的完全均匀分散。但工业生产中也存在诸多不足，如硫酸浓度较低、反应时间较短和制备的CNCs表面接枝的硫酸根基团(离子化硫酸盐半酯)较少。目前现有的利用含有纤维素的材料的硫酸水解制备CNCs的条件包括将含有纤维素的材料用浓度为50-65％的硫酸水解，水解时间为0.5-1.5h，水解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高硫酸根基团接枝型纤维素纳米晶体，其特征在于，该高硫酸根基团接枝型纤维素纳米晶体表面‑SO3‑含量为2.5‑4.0mmol/g。

【技术特征摘要】
1.一种高硫酸根基团接枝型纤维素纳米晶体，其特征在于，该高硫酸根基团接枝型纤维素纳米晶体表面-SO3-含量为2.5-4.0mmol/g。2.根据权利要求1所述的高硫酸根基团接枝型纤维素纳米晶体，其特征在于，该高硫酸根基团接枝型纤维素纳米晶体的结晶度为75-85％、粒径为50-70nm和Zeta-电位为-40-48mV。3.一种高硫酸根基团接枝型纤维素纳米晶体的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)废纸粉碎：将废纸干燥后，粉碎并过筛得纸屑；(2)丙三醇润胀：搅拌条件下用丙三醇润胀所述纸屑，(3)纤维分离和脱色处理：将润胀后的纸屑分散到含有碱和过氧化物的水溶液中搅拌下进行纤维分离和脱色处理，然后离心得固体；(4)强酸水解处理：将步骤(3)得到的固体分散到浓硫酸中进行水解处理，然后加入水解处理20-30倍体积的冷水终止反应，离心直到浅蓝色的胶体溶液出现；(5)透析：在水中用透析袋透析所述胶体溶液以除去多余的酸。4.根据权利要求3所述的高硫酸根基团接枝型纤维素纳米晶体的制备方法，其特征在于，步骤(2)中丙三醇的与所述纸屑的重量比为5:1-30:1，润胀温度为40-60℃，溶胀时间为24-48h。5.根据权利要求3所述的高硫酸根基团接枝型...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪才，钱亚楠，陈舜胜，薛永霞，
申请(专利权)人：上海海洋大学，
类型：发明
国别省市：上海,31