一种表面功能化的纤维素纳米晶体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种表面功能化的纤维素纳米晶体及其制备方法，属于天然高分子材料领域。本发明专利技术涉及的表面功能化纤维素纳米晶体是一种长度为100～700nm的纤维素晶体，其表面含有磺酸基和酰氧基官能团，是由2.7～9.0质量份的质量分数为98％的硫酸、50质量份的乙酸或甲酸和2.7～33质量份的水构成的混合酸水解体系在75～85℃条件下反应1～7h制得。所得的纤维素纳米晶体表面同时含有磺酸基团和乙酰氧基或甲酰氧基，不仅在水中具有良好的分散稳定性，在乙醇、N，N‑二甲基甲酰胺等溶剂中同样具有良好的分散稳定性。相比于传统的硫酸水解法，本发明专利技术方法硫酸用量显著降低，纤维素纳米晶体的产率显著提高。

A surface functionalized cellulose nanocrystal and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种表面功能化的纤维素纳米晶体及其制备方法
本专利技术涉及一种天然高分子纳米材料，特别涉及一种表面功能化的纤维素纳米晶体及其制备方法。
技术介绍
生物质原料具有来源广泛、价格低廉且可再生等特点，被认为是最有前景的可再生资源。纤维素纳米晶体因具有优异的物理化学性能，如高弹性模量、高比表面积、低密度、低热膨胀系数，而且可再生、可降解等特点引起很多科研工作者的关注，在生物医药、食品包装、光电材料等领域极具发展潜力。硫酸水解法是制备纤维素纳米晶体最普遍使用的方法，由该方法制得的产品在水中具有优越的分散稳定性，但该方法存在对设备腐蚀性太强，产生的硫酸废酸难处理，制得的纤维素纳米晶体存在热稳定性差等缺点，限制了其推广应用。盐酸水解法同样存在对设备强腐蚀和废酸处理难的问题，虽然由该方法制得的纤维素纳米晶体具有优越的热稳定性，但其在水中和在有机溶剂中的分散稳定性较差，不利于其在很多复合高分子材料中应用。有机酸水解法因其酸性低，导致有机酸水解活性非常弱，且制得纤维素纳米晶体的产率非常低，但由于有机酸非常易于回收，对设备腐蚀性小，且所得产品热稳定性好，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面功能化的纤维素纳米晶体，其特征在于：是长度为100～700nm的纤维素晶体，其表面含有磺酸基和酰氧基官能团，是由硫酸、有机酸和水构成的混合酸水解体系水解漂白纤维素浆制得；/n所述的磺酸基官能团是通过S-O单键连接在纤维素纳米晶体表面，含量为0.010～0.060mmol/g；/n所述的酰氧基官能团是指甲酰氧基、乙酰氧基中的任意一种；/n其中，酰氧基官能团为甲酰氧基时，所述的有机酸为甲酸；酰氧基官能团为乙酰氧基时，所述的有机酸为乙酸；/n所述的酰氧基官能团是通过O-C单键连接在纤维素纳米晶体表面，含量为0.60～1.70mmol/g。/n

【技术特征摘要】
1.一种表面功能化的纤维素纳米晶体，其特征在于：是长度为100～700nm的纤维素晶体，其表面含有磺酸基和酰氧基官能团，是由硫酸、有机酸和水构成的混合酸水解体系水解漂白纤维素浆制得；
所述的磺酸基官能团是通过S-O单键连接在纤维素纳米晶体表面，含量为0.010～0.060mmol/g；
所述的酰氧基官能团是指甲酰氧基、乙酰氧基中的任意一种；
其中，酰氧基官能团为甲酰氧基时，所述的有机酸为甲酸；酰氧基官能团为乙酰氧基时，所述的有机酸为乙酸；
所述的酰氧基官能团是通过O-C单键连接在纤维素纳米晶体表面，含量为0.60～1.70mmol/g。


2.根据权利要求1所述的表面功能化的纤维素纳米晶体，其特征在于：所述的漂白纤维素浆为漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆、漂白竹浆、漂白草浆中的任意一种。


3.根据权利要求1所述的表面功能化的纤维素纳米晶体的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：
(1)在15～35℃条件下，...

【专利技术属性】
技术研发人员：解洪祥，司传领，王慧，伊晴，孙琳，张筱仪，陈佳宁，邬清，魏鹏鹏，尹茂辉，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津;12