微射流均質(zhì)機(jī)在納米纖維素制備中的應(yīng)用

第第頁(yè)微射流均質(zhì)機(jī)在納米纖維素制備中的應(yīng)用纖維素是自然界分布廣、含量多的一種葡萄糖組成的大分子多糖，不溶于水及一般有機(jī)溶液，是植物細(xì)胞壁的主要成分。納米纖維素是通過(guò)天然纖維素分離得到的直徑小于100nm的纖維聚集體。通過(guò)化學(xué)、物理、生物或者幾者結(jié)合的手段從天然纖維原纖維分離得到的直徑是小于100nm，長(zhǎng)度可以達(dá)到微米的纖維聚集體，可再生、可自然分解、化學(xué)性能穩(wěn)定。纖維素納米纖維（CNF）、纖維素納米晶體（CNC）、細(xì)菌合成納米纖維素（BNC）這三大類。酸水解法、酶水解法、TEMPO-氧化法、高壓微射流均化法、球磨法、高速攪拌法等。按其來(lái)源和制備方法可以歸類為化學(xué)法、機(jī)械法、化學(xué)+機(jī)械法，產(chǎn)品的外觀和性能因所用的制備方法的不同而略有差異。酸水解法是化學(xué)法中最常見(jiàn)的工藝，是通過(guò)酸水解除去天然纖維素非晶區(qū)的部分，得到名叫纖維素納米晶須的針狀結(jié)構(gòu)的納米材料，其具有很高的結(jié)晶度、強(qiáng)度和模量且納米纖維素的長(zhǎng)度較短。機(jī)械法制備的納米纖維素通常被稱為MFC，此產(chǎn)品具有更高的力學(xué)性能、拉伸強(qiáng)度、抗撕裂性能等?；瘜W(xué)加機(jī)械法是先通過(guò)化學(xué)法對(duì)纖維素進(jìn)行改性，使其在表面帶上特定的官能團(tuán)，然后再通過(guò)高壓微射流均化或機(jī)械攪拌等處理來(lái)制備納米纖維素。此方法耗能低、設(shè)備要求簡(jiǎn)單、在水中的分散性更好且在干燥后能再次的溶解在水中，優(yōu)勢(shì)突出。微射流均質(zhì)機(jī)是一種利用高壓將物料通過(guò)微射流噴嘴噴出，從而實(shí)現(xiàn)物料的超微細(xì)化和均質(zhì)化的設(shè)備。在納米纖維素的制備過(guò)程中，微射流均質(zhì)機(jī)通過(guò)高壓均質(zhì)作用，能夠有效地將纖維素纖維撕裂成納米級(jí)別的纖維，從而提高納米纖維素的得率和質(zhì)量。酶解結(jié)合高壓均質(zhì)法制備納米纖維素及其再分散性研究：微射流均質(zhì)機(jī)被用來(lái)將酶解預(yù)處理后的纖維素進(jìn)一步細(xì)化為納米纖維素。在高壓下，均質(zhì)機(jī)通過(guò)微射流噴嘴產(chǎn)生的強(qiáng)大剪切力，有效地將纖維素纖維分割成納米級(jí)尺寸，同時(shí)確保了所得納米纖維素的均一性和穩(wěn)定性。研究中，均質(zhì)機(jī)設(shè)定在25000psi的壓力下進(jìn)行4次循環(huán)，成功制備出粒徑范圍在200-700nm的納米纖維素。納米纖維素基中性筆墨水的研究：微射流均質(zhì)機(jī)在此研究中用于將纖維素原料轉(zhuǎn)化為納米纖維素，為后續(xù)制備中性筆墨水奠定基礎(chǔ)。通過(guò)在25000psi的高壓下均質(zhì)4次，實(shí)現(xiàn)了纖維素的納米化，為墨水提供了必要的流變性和書(shū)寫(xiě)性能。納米纖維素基復(fù)合涂層用于紙張防油疏水的研究：雖然文獻(xiàn)中未具體提及微射流均質(zhì)機(jī)的參數(shù)，但這類設(shè)備通常用于將纖維素原料轉(zhuǎn)化為納米級(jí)纖維，從而提高涂層材料的性能。微射流均質(zhì)機(jī)在此類應(yīng)用中能夠確保涂層的均勻性和納米纖維素的高分散性，對(duì)增強(qiáng)紙張的防油和疏水性至關(guān)重要。草酸法水解納米纖維素的制備及其應(yīng)用：盡管文獻(xiàn)中沒(méi)有詳細(xì)說(shuō)明微射流均質(zhì)機(jī)的具體參數(shù)，但該設(shè)備在草酸水解后用于進(jìn)一步細(xì)化纖維素，制備出具有高結(jié)晶度和熱穩(wěn)定性的納米纖維素。微射流均質(zhì)機(jī)在這一過(guò)程中通過(guò)其剪切力和空穴效應(yīng)，促進(jìn)了納米纖維素的形成。微射流均質(zhì)機(jī)在納米纖維素的制備過(guò)程中扮演了重要角色，它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)纖維素的高效納米化，還能保證納米纖維素的均勻性和穩(wěn)定性，對(duì)于提升納米纖維素在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的性能至關(guān)重要。通過(guò)精確控制均質(zhì)機(jī)的參數(shù)，如壓力和循環(huán)次數(shù)，研究人員能夠定制納米纖維素的粒徑和形態(tài)，以滿足特定應(yīng)用的需求。微射流均質(zhì)機(jī)的優(yōu)勢(shì)高效性：微射流均質(zhì)機(jī)能夠在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)纖維素纖維的超微細(xì)化，提高生產(chǎn)效率。均勻性：通過(guò)高壓均質(zhì)作用，微射流均質(zhì)機(jī)能夠使纖維素纖維在納米級(jí)別上達(dá)到較高的均勻性，這對(duì)于后續(xù)的應(yīng)用至關(guān)重要?？烧{(diào)性：微射流均質(zhì)機(jī)的操作參數(shù)如壓力、溫度等可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同的制備需求。環(huán)保性：與傳統(tǒng)的化學(xué)法相比，微射流均質(zhì)機(jī)在制備納米纖維素的過(guò)程中無(wú)需使用大量的化學(xué)試劑，減少了對(duì)環(huán)境的污染。微射流均質(zhì)機(jī)在納米纖維素的制備中發(fā)揮著重要作用，其高效