一种超细微晶纤维素及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种粒径小于１０μｍ的超细微晶纤维素，其是通过对微晶纤维素进行降解和超细处理，制成粒径小于１０μｍ的超细微晶纤维素。该超细微晶纤维素可广泛应用于食品添加剂、药用辅料、化妆品的乳化稳定剂、涂料的增稠稳定剂等的制备，在水中具有高度的分散性和贮存稳定性，具有更好的赋形性、粘合性、吸水膨胀性、增稠性、触变性等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种超细微晶纤维素，具体地说，涉及一种粒径小于10nm的超细微晶纤维素及其制备方法。
技术介绍
微晶纤维素(MCC)是以P-1,4省萄糖苷结合的直链式多糖，是 天然纤维素在酸性介质中水解使分子量降低到一定范围的颗粒状粉 末产品。微晶纤维素具有粘度调节、促进成胶、纺织品整理、悬浮液 稳定、替代脂肪、抗结块等功能，因此在医药、食品、化妆品等行业 具有广泛用途。MCC的结晶度、分子量以及聚合度除与生产所用的原料有关外， 也与产品的加工方法和加工深度有关。微晶纤维素的粒度不同，其用 途也不一样。粒径为2^im-200[im的MCC可用作填充剂、粘合剂、 吸附剂、抗结块剂，主要用于制药行业；2jim-15iam的可用作脂肪替 代物，膳食纤维等；目前巿场上MCC较多，粒度一般在30pm-10(Him 左右，但MCC用作食品乳化稳定剂等食品添加剂、特殊药物的赋形 剂等药用辅料、化妆品的乳化稳定剂、涂料的增稠稳定剂等用途时， 对MCC的粒度提出了更高的要求，以期获得更好的稳定和使用效果。CN1278830A公开了利用碳酸钙、二氧化钛、磷酸三钩、磷酸二 钙等研磨剂帮助降低微晶纤维素粒径，使微晶纤维素的粒径小于0.7 微米，同时使微晶纤维素中增加钙、维生素与矿物质含量。但是在微 晶纤维素中增加钙质与矿物质在很多用途中并不适用。CN1334272A公开了用高速搅拌、球磨法或表面活性剂、氢氧化 钠、二甲基亚砜等化学溶液对MCC进行前处理，然后用无机酸或有 机酸对其在高温下进行催化水解，再经超声振荡得到粒径5-100nm的纳米MCC。这种处理方法虽然可以得到粒径很小的MCC，有利于后续的接枝共聚等制备新材料的反应，但是这些处理方法并不适用于食 品、医药和化妆品等用途。本专利技术研究人员通过对微晶纤维素进行降解和超细处理，得到粒径小于lO)im的超细微晶纤维素，从而获得可广泛应用于食品添加剂、 药用辅料、化妆品及涂料等领域的适当粒径的超细微晶纤维素。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种粒径小于10pm的超细微晶纤维素。本专利技术的另 一 目的是提供上述超细微晶纤维素的制备方法。本专利技术的超细微晶纤维素，其是通过对微晶纤维素进行降解和超 细处理，制成粒径小于10pm的超细微晶纤维素。所述降解为辐照降解；所述超细处理为机械粉碎，优选地，在所 述降解和超细处理后，还进行机械粉碎或/和化学降解。MCC的辐照降解旨在降低MCC的分子量，破坏MCC微晶区之 间的氢键，使得后续的机械粉碎工艺更容易进行。本专利技术中辐照降解 可采用6GCo-Y射线或电子東辐照，辐照剂量的范围为l-50kGy，为 了降低辐照剂量，可以选择敏化剂来促进MCC的辐照降解，辐照敏 化降解的样品可用常规的洗涤、干燥工艺进行处理。MCC属于軔性很强的材料，常规的机械粉碎方法很难将其进行 超细粉碎， 一般的MCC生产厂家使用气流粉碎法也只能将MCC粉 碎到180目左右，很难突破200目的瓶颈。本专利技术研究人员对经过辐 射降解处理的MCC通过球磨、胶体磨、气流粉碎等常规的机械粉碎 方法，优选气流粉碎法，将其粒径降到10pm左右。为了进一步提高MCC的使用效果，可以用化学降解法或/和机械 粉碎进一步降低MCC的粒度。本专利技术中化学降解法釆用与辐照敏化 降解类似的反应体系，将MCC分散在敏化剂的水溶液中，在 25°C-100°C，优选60。C-90。C下，反应lh-72h,优选6h-24h。经过化学降解的MCC粒度可降低至10fim以下，优选2jam-8nm的MCC广泛应用于食品添加剂、药用辅料等领域。化学降解和前述辐照降解中，所述敏化剂均为容易通过Y射线辐 射分解产生强氧化自由基的物质，如强氧化剂、强酸或强碱。所述强 氧化剂为过氧化氢或过硫酸盐，如过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾等。 所述强酸为无机酸或有机酸，无机酸，如盐酸、硫酸、硝酸等，有机 酸，如醋酸、柠檬酸、乳酸等。所述强碱为氢氧化钠、氢氧化钾等。为了进一步提高MCC.的使用效果而釆用的机械粉碎，是通过球 磨、胶体磨、气流粉碎等常规的机械粉碎方法进行的。本专利技术的超细MCC的制备方法，其通过对MCC进行降解和超 细处理，制成粒径小于10(im的超细MCC。所述降解为辐照降解，所述超细处理为机械粉碎，优选地，在所 述降解和超细处理后，还进行机械粉碎或/和化学降解来进行。本专利技术中辐照降解可釆用6GQ)-Y射线或电子東辐照，辐照剂量 的范围为l-50kGy。为了降低辐照剂量，可以选择敏化剂来促进MCC 的辐照降解，辐照敏化降解的样品可用常规的洗涤、干燥工艺进行处 理。本专利技术研究人员对经过辐射降解处理的MCC通过球磨、胶体磨、 气流粉碎等常规的机械粉碎方法，优选气流粉碎法，将其粒径降到 10|am左右。为了进 一步提高MCC的使用效果，可以用机械粉碎或/和化学降 解法进一步降低MCC的粒度。本专利技术中化学降解法釆用与辐照敏化 降解类似的反应体系，将MCC分散在敏化剂的水溶液中，在 25°C-100°C，优选60。C-9(TC下，反应lh匿72h，优选6h-24h。经过化 学降解的MCC粒度可降低至1(^m以下，优选2jam-8iim的MCC广 泛应用于食品添加剂、药用辅料、化妆品、涂料等领域。化学降解和前述辐照降解中，所述敏化剂为容易通过Y射线辐射5分解产生强氧化自由基的物质，如强氧化剂、强酸或强碱。所述强氧 化剂为过氧化氢或过硫酸盐，如过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾等。 所述强酸为无机酸或有机酸，无机酸，如盐酸、硫酸、硝酸等，有机 酸，如醋酸、柠檬酸、乳酸等。所述强碱为氢氧化钠、氢氧化钾等。 为了进一步提高MCC的使用效果而釆用的机械粉碎，是通过球 磨、胶体磨、气流粉碎等常规的机械粉碎方法进行的。本专利技术提供的粒径小于10)im的超细微晶纤维素可广泛应用于制备食品添加剂、药物辅料、化妆品、涂料等领域中。由于纤维素微区之间的聚集力很强，常规的降解方法中，最常用 和有效的降解方法是高温、强酸或强碱并用，这些苛刻条件对设备和 环境的损害很大，收率也很低。本专利技术利用射线能穿透纤维素微晶区 使纤维素降解的特点，结合辐射降解与机械粉碎技术，使微晶纤维素的平均粒径从5(Him-100(im降低到10pm左右，收率高达95%以上。 与传统的化学降解技术相结合，则可以使微晶纤维素粒径降低到纳米 尺度。因此，本专利技术可提供在纳米-亚微米-微米的全尺度范围内，粒 径可调控的超细微晶纤维素。超细MCC与普通MCC相比，主要优点在于在水中具有高度 的分散性和贮存稳定性，具有更好的赋形、粘合、吸水膨胀、增稠、 触变性作用，因此使用范围和使用效果优于普通MCC。例如，超细 MCC在水中具有高分散性和稳定性，其用做饮料、糕点、冰淇淋等 冷食的稳定剂与添加剂时，可以增加食品的稳定性，并赋予食品爽滑、 细腻的口感。超细MCC更好的赋形性、粘合性和吸水膨胀性，则可 降低药物对肠壁的刺激与损害作用，用作药用辅料具有更好的使用效 果。此外，利用其触变性和增稠性，超细MCC在化妆品工业中作为 增稠乳化稳定剂，可使产品更为稳定、细腻，用于洗面乳等产品时兼 具按摩、洁肤的作用，用于防晒产品时兼具物理防晒剂的作用；MCC 为纯天然组分，与聚多糖天然高分子胶复合，可用于高级清洁、护肤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超细微晶纤维素，其特征在于，其是通过对微晶纤维素进行降解和超细处理，制成粒径小于１０μｍ的超细微晶纤维素。

【技术特征摘要】
1、一种超细微晶纤维素，其特征在于，其是通过对微晶纤维素进行降解和超细处理，制成粒径小于10μm的超细微晶纤维素。2、 如权利要求1所述的超细微晶纤维素，其特征在于，所述降 解为辐照降解；所述超细处理为机械粉碎。3、 如权利要求2所述的超细微晶纤维素，其特征在于，所述辐 照降解釆用^Co-Y射线或电子束辐照，辐照剂量的范围为l-50kGy; 所述机械粉碎釆用球磨、胶体磨或气流粉碎的方式进行。4、 如权利要求3所述的超细微晶纤维素，其特征在于，在辐照 降解过程中加入敏化剂；所述机械粉碎釆用气流粉碎的方式进行。5、 如权利要求1-4任一所述的超细微晶纤维素，其特征在于， 所述降解和超细处理后还进行机械粉碎...

【专利技术属性】
技术研发人员：许零，王多祥，黄凌，翟茂林，
申请(专利权)人：北京大学，厦门北大泰普科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]