【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含木质素的纤维素纳米纤维、包含所述含木质素的纤维素纳米纤维的纸和膜
本专利技术属于涉及含木质素的纤维素纳米纤维、包含所述含木质素的纤维素纳米纤维的纸和膜的化学领域。
技术介绍
由木浆生产的纤维素纳米纤维被认为是一种高效的天然增强材料，其用于生产各种产品以提高强度；例如，作为纸张中的添加剂或用于生产膜等。通常，可以通过使用机械崩解方法从木浆中分离纤维素纳米纤维来制备纤维素纳米纤维，但是这种方法需要高能量，这导致高生产成本。因此，为了减少从木浆中分离纤维素纳米纤维的能量利用，目前正在努力创造和开发新的纤维素纳米纤维制备方法；例如，对木浆进行化学预处理或酶预处理以制备木浆结构，然后将其通过机械崩解方法进行分离。注意，与通过使用为未漂白浆的起始材料制备纤维素纳米纤维相比，由为漂白浆的起始材料制备纤维素纳米纤维更容易进行。这是因为与诸如漂白浆中残留的网状结构(纤维素和半纤维素)的多糖紧密结合的木质素与未漂白浆相比时显著更少。现有技术公开了通过使用各种不同的方法制备含木质素的纤维素纳米纤维和包含所...
【技术保护点】
1.一种含木质素的纤维素纳米纤维，其特征在于：/n(a)所述含木质素的纤维素纳米纤维具有在0.2-1.5mmol/g范围内的羧基含量，/n(b)所述含木质素的纤维素纳米纤维具有在-100至-35mV范围内的ζ电位，并且/n(c)所述含木质素的纤维素纳米纤维具有在3-30nm范围内的平均直径。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171226 TH 17010078061.一种含木质素的纤维素纳米纤维，其特征在于：
(a)所述含木质素的纤维素纳米纤维具有在0.2-1.5mmol/g范围内的羧基含量，
(b)所述含木质素的纤维素纳米纤维具有在-100至-35mV范围内的ζ电位，并且
(c)所述含木质素的纤维素纳米纤维具有在3-30nm范围内的平均直径。
2.根据权利要求1所述的纤维素纳米纤维，其中，所述含木质素的纤维素纳米纤维优选具有在0.4-0.7mmol/g范围内的羧基含量。
3.根据权利要求1或2所述的纤维素纳米纤维，其中，所述含木质素的纤维素纳米纤维优选具有在-80至-25mV范围内的ζ电位。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的纤维素纳米纤维，其中，所述含木质素的纤维素纳米纤维优选具有在5-21nm范围内的平均直径。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的纤维素纳米纤维，其中，所述含木质素的纤维素纳米纤维具有在按重量计19-25％范围内、优选地在按重量计22-24％范围内的木质素含量。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的纤维素纳米纤维，其中，所述含木质素的纤维素纳米纤维包括具有在2-6nm范围内的尺寸的单独的纤维素纳米纤维和具有在23-32nm范围内的尺寸的纤维素纳米纤维聚集体。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的纤维素纳米纤维，其中，所述含木质素的纤维素纳米纤维由包括以下步骤的方法获得：
(i)用有机溶剂处理含木质素的纤维素材料，
(ii)用N-氧自由基化合物的衍生物和次氯酸盐化合物处理由步骤(i)处理的所述纤维素材料，和
(iii)机械处理由步骤(ii)处理的所述纤维素材料。
8.根据权利要求7所述的纤维素纳米纤维，其中，所述含木质素的纤维素材料是具有在按重量计25-30％范围内的木质素含量的半化学浆或化学-热机械浆。
9.根据权利要求7或8所述的纤维素纳米纤维，其中，所述含木质素的纤维素材料是未漂白浆。
10.根据权利要求7所述的纤维素纳米纤维，其中，步骤(i)通过使用丙酮作为有机溶剂萃取所述含木质素的纤维素材料并用水洗涤来进行。
11.根据权利要求10所述的纤维素纳米纤维，其中，用水洗涤在70-100℃范围内的温度下进行。
12.根据权利要求7所述的纤维素纳米纤维，其中，步骤(ii)通过使用在0.15-0.25范围内的摩尔比的N-氧自由基化合物的衍生物与纤维素材料来进行。
13.根据权利要求7所述的纤维素纳米纤维，其中，步骤(ii)通过使用在0.15-0.25范围内的摩尔比的N-氧自由基化合物的衍生物与次氯酸盐化合物来进行。
14.根据权利要求7或12-13中任一项所述的纤维素纳米纤维，其中，所述N-氧自由基化合物的衍生物是2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基的衍生物。
15.根据权利要求14所述的纤维素纳米纤维，其中，所述2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基的衍生物是4-乙酰胺基-(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基。
16.根据权利要求7或13所述的纤维素纳米纤维，其中，步骤(ii)中的次氯酸盐化合物为碱金属次氯酸盐。
17.根据权利要求7所述的纤维素纳米纤维，其中，步骤(iii)通过使用高压均质化对从步骤(ii)获得的所述纤维素材料施加高剪切速率来进行。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的纤维素纳米纤维作为纸生产过程中的添加剂或作为涂料中的添加剂的用途。
19.根据权利要求1-17中任一项所述的纤维素纳米纤维用于生产膜的用途。
20.一种包括含木质素的纤维素纳米纤维的纸，其特征在于：
(a)所述含木质素的纤维素纳米纤维具有在0.2-1.5mmol/g范围内的羧基含量，
(b)所述含木质素的纤维素纳米纤维具有在-100至-35mV范围内的ζ电位，并且
(c)所述含木质素的纤维素纳米纤维具有在3-30nm范围内的平均纤维直径。
21.根据权利要求20所述的纸，其中，所述含木质素的纤维素纳米纤维优选具有在0.4-0.7mmol/g范围内的羧基含量。
22.根据权利要求20或21所述的纸，其中，所述含木质素的纤维素纳米纤维优选具有在-80至-25mV范围内的ζ电位。
23.根据权利要求20-22中任一项所述的纸，其中，所述含木质素的纤维素纳米纤维优选具有在5-21nm范围内的平均纤维直径。
24.根据权利要求20-23中任一项所述的纸，其中，所述含木质素的纤维素纳米纤维具有在按重量计19-25％范围内、优选地在按重量计22-24％范围内的木质素含量。
25.根据权利要求20-24中任一项所述的纸，其中，所述含木质素的纤维素纳米纤维包括具有在2-6nm范围内的尺寸的单独的纤维素纳米纤维和具有在23-32nm范围内的尺寸的纤维素纳米纤维聚集体。
26.根据权利要求20-25中任一项所述的纸，其中，所述含木质素的纤维素纳米纤维由包括以下步骤的方法获得：
(i)用有机溶剂处理含木质素的纤维素材料，
(ii)用N-氧自由基化合物的衍生物和次氯酸盐化合物处理由步骤(i)处理的所述纤维素材料，和
(iii)机械处理由步骤(ii)处理的所述纤维素材料。
27.根据权利要求26所述的纸，其中，所述含木质素的纤维素材料是具有在按重量计25-30％范围内的木质素含量的半化学浆或化学-热机械浆。
28.根据权利要求26或27所述的纸，其中，所述含木质素的纤维素材料是未漂白浆。
29....
【专利技术属性】
技术研发人员：皮姆昂·鲁吉塔纳罗伊，卡西内·提蒂武提可沙恭，蓬贾伊·缇娜素拉农，提巴拉卡林·汶芬格，尼空·劳乍龙，拉米罗·罗雅斯，拉尔斯·贝里隆德，
申请(专利权)人：SCG包装公众有限公司，
类型：发明
国别省市：泰国;TH
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