谢帆钰,林佳欣,郑日权,张文丽,王封丹,楚陈晨,徐艺倩,康明明,卢麒麟

(闽江学院 服装与艺术工程学院,福建 福州 350108)

纳米纤维素(NCC)的力学性能高(抗拉强度500 MPa,刚度140～220 GPa),使其成为一种有前途的工程材料[1]。由于其表面存在丰富的羟基,所以适合许多化学改性,拓展了其用途。NCC 具有很多优越的性能所以在众多领域都有着广泛的应用,比如医用材料、吸附材料、食品工业、复合材料等。

现阶段,纳米纤维素的开发尽管取得了一定的成果且在众多领域都得以应用,但是对它的大规模生产和商业化仍存在不少问题以及面临诸多障碍[2]。(1)物理法。指纤维在机械力的作用下会分离并且小尺寸化,成为纳米级的纤维素[3]。但是只通过机械制备NCC会消耗大量的能量并且纤维素的尺寸会较大、不均匀。因此,一般会先对原料进行预处理,再进行机械处理。通常通过酸水解、酶水解、氧化等方式进行预处理。机械处理一般有高压均质化、低温粉粹、研磨、超声处理等。(2)化学法。化学法是目前制备NCC 的主要方式,通过改变纤维的表面性质,从而赋予NCC新的功能。这种方法简单易操作、得率较高[4]。化学法中使用最普遍的是酸水解法制备NCC。利用酸水解法制备NCC对设备要求比较高,反应后的残留物质比较难回收并且环境会受到一定的影响,所以阻碍了NCC产业化生产。(3)生物法。通过某种微生物合成制备成NCC,通常称为细菌纤维素。该方法制备NCC耗能低、对环境友好,可以通过选择合适的微生物菌株来控制细菌生物的合成条件,可以调控晶体结构、晶体类型以及粒径大小等。……