提高纤维素纳米晶再分散性、悬浮液稳定性的末端修饰方法技术

本发明专利技术涉及一种提高纤维素纳米晶再分散性、悬浮液稳定性的末端修饰方法，该方法首先将纤维素纳米晶悬浮液与碳酸钠溶液等pH缓冲液混合，再加入含氨基的环状化合物、三乙酰氧基硼氢化钠等还原剂，进行醛胺缩合反应和还原反应，使纤维素纳米晶末端的活性醛基与氨基连接上，同时将碳氮双键还原为更稳定的碳氮单键。通过以上改性修饰，不仅保留了纤维素纳米晶原有的棒状形貌、晶体结构以及纳米晶表面作为氢键驱动力的羟基和负电荷磺酸酯基，而且充分利用了纤维素纳米晶表面负电荷(磺酸酯基)的静电排斥效应和末端修饰分子(环状化合物)的空间位阻效应，从而高效改善了纤维素纳米晶的再分散性和在水悬浮液中的稳定性。

End Modification Method for Improving Redispersibility and Suspension Stability of Cellulose Nanocrystals

【技术实现步骤摘要】
提高纤维素纳米晶再分散性、悬浮液稳定性的末端修饰方法
本专利技术涉及纤维素材料
，具体涉及一种改善纤维素纳米晶再分散性、悬浮液稳定性的末端修饰方法。
技术介绍
各种不同来源的天然纤维素通过酸水解处理可以除去无定型区和半结晶区，由此得到的刚性纤维素纳米晶是一种新型绿色纳米材料。纤维素纳米晶具有优良的物理化学性能，如可再生性、生物降解性、生物相容性、低毒、高比模量、表面丰富的活性羟基、液晶性、特殊的棒状形貌、高结晶度等，因此受到了学术界和工业界的大量关注，已有文献报道其被广泛应用于复合材料、造纸、包装、催化、能源与光学、电子、传感器、环境与生物医学等领域。作为一种棒状生物质纳米粒子，纤维素纳米晶具有高比表面积，其表面含有大量亲水性羟基，经过干燥处理后表现出严重的自聚集倾向。当纤维素纳米晶悬浮液经干燥处理后，脱水过程中增大的氢键作用和范德华引力不可避免地导致这些刚性纳米颗粒的聚集，从而引起纤维素纳米晶固体颗粒极差的再分散性和水悬浮液均一性。烘干处理后的纤维素纳米晶再分散于水中时，肉眼观测到悬浮液存在明显的团聚和沉降现象，即使剧烈搅拌或强力超声处理仍无法消除。各种关于纤维素纳米晶的研究本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高纤维素纳米晶再分散性、悬浮液稳定性的末端修饰方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)制备或配制纤维素纳米晶水悬浮液；(b)将纤维素纳米晶水悬浮液与pH缓冲液混合，再加入含氨基的环状化合物和还原剂进行反应，最后除杂即可。

【技术特征摘要】
1.一种提高纤维素纳米晶再分散性、悬浮液稳定性的末端修饰方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)制备或配制纤维素纳米晶水悬浮液；(b)将纤维素纳米晶水悬浮液与pH缓冲液混合，再加入含氨基的环状化合物和还原剂进行反应，最后除杂即可。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述pH缓冲液选自碳酸钠水溶液、碳酸氢钠水溶液、碳酸钾水溶液中的一种，所述含氨基的环状化合物选自3-氨基-5-巯基-1,2,4-三氮唑、2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑中的一种，所述还原剂选自三乙酰氧基硼氢化钠、氰基硼氢化钠、2-甲基吡啶硼烷复合物中的一种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：纤维素纳米晶水悬浮液与pH缓冲液混合所得溶液的pH控制在5-9.2之间。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：纤维素纳米晶、含氨基的环状化合物、还原剂三者的质量比为1:0.1-0.5:0.3-3.2。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(b)中反应温度50-80℃，反应时间24-96h，反应在保护气氛下进行，最后用稀盐酸溶液终止反应。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：林宁，王昱霞，王润东，杜超，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42