納米纖維素的制備及應(yīng)用

摘 要：納米纖維素的制備是人工纖維素的一種制備方式，由于納米纖維素的分子量較小，在應(yīng)用過程當(dāng)中能夠與其它的物質(zhì)進(jìn)行有效的合成，具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和發(fā)展前景。本文重點(diǎn)分析了納米纖維素的制備及其應(yīng)用，為納米纖維素的制備和應(yīng)用提供了有效的支持和經(jīng)驗(yàn)參考。

關(guān)鍵詞：納米纖維素;制備;應(yīng)用

納米纖維素與天然纖維素有一定的區(qū)別，納米纖維素是需要一定的工業(yè)方法進(jìn)行加工之后才能夠產(chǎn)生的。納米纖維素由于具有較強(qiáng)的應(yīng)用前景和應(yīng)用空間，在制備過程當(dāng)中需要根據(jù)具體用途采取不同的制備方法。制備完成之后，納米纖維素在造紙、建筑汽車、食品、化妝品等多個(gè)行業(yè)都能夠得到有效的應(yīng)用。因此，掌握正確的納米纖維素制備方法，對(duì)于做好納米纖維素的應(yīng)用具有重要作用。為此，我們應(yīng)當(dāng)對(duì)納米纖維素的制備方法進(jìn)行深入研究，掌握納米纖維素的制備方法特點(diǎn)。

一、納米纖維素的制備方法

（一）機(jī)械制備方法

1.高壓均質(zhì)法

在機(jī)械制備方法中，高壓均制法主要是指對(duì)原材料進(jìn)行高壓機(jī)械處理，在處理中所采取的壓力恒定。通過壓力釋放的方式，能夠?qū)⑽锪戏鬯?，有效的縮小物料的尺寸。在對(duì)物料進(jìn)行粉碎之后，能夠使物料中細(xì)胞壁破壞，進(jìn)而將細(xì)胞壁內(nèi)部的成分壓榨出來。對(duì)這一成分進(jìn)行烘干之后，可用來制造纖維片。通過高壓均質(zhì)法的壓榨，能夠?qū)崿F(xiàn)納米纖維素的加工，利用這種方法加工出的納米纖維素，其尺寸在100納米左右。

2.化學(xué)機(jī)械法

在高壓均制法應(yīng)用過程當(dāng)中，容易發(fā)生機(jī)器堵塞的現(xiàn)象，對(duì)于生產(chǎn)過程的持續(xù)運(yùn)行十分不利。在這一過程中，我們可以應(yīng)用化學(xué)機(jī)械法的方式生產(chǎn)制備納米纖維素。化學(xué)制備法主要是利用化學(xué)試劑的方式對(duì)原材料進(jìn)行浸泡，通過氧化的方式將化學(xué)試劑進(jìn)入到原材料中，浸泡時(shí)間達(dá)標(biāo)之后，利用機(jī)械壓榨的方法生產(chǎn)出纖維片，對(duì)纖維片進(jìn)行干燥和加工處理能夠得到所需的纖維素。

（二）化學(xué)法制備

1.酸水解法

在制備中，酸水解法是一種有效的納米纖維素制備方法。在實(shí)際應(yīng)用中，制備工藝相對(duì)成熟，工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模較大，在制備當(dāng)中能夠滿足納米纖維素的質(zhì)量要求，能夠根據(jù)實(shí)際的纖維素尺寸生產(chǎn)出相對(duì)應(yīng)的納米纖維素。在酸水解法應(yīng)用中所產(chǎn)生的纖維素在尺寸上相對(duì)較大，納米的長度量級(jí)一般都超過了100納米，在直徑上多數(shù)在7納米左右，酸水解法在應(yīng)用中情況較為特殊，需要專門的酸溶液和專業(yè)的反應(yīng)設(shè)備進(jìn)行制備[1]。

2.酶解法

在化學(xué)制備中，酶解法是另外一種制備方法。在酶解法利用過程中，主要是采取催化酶的方式對(duì)原材料進(jìn)行催化，催化之后產(chǎn)生了纖維素。經(jīng)過結(jié)晶之后，產(chǎn)生纖維素晶體，達(dá)到纖維素制備的目的。在酶解法應(yīng)用中所使用的設(shè)備必須是專業(yè)設(shè)備，在制備過程中，溫度條件和工藝條件要求不高，整個(gè)制備過程對(duì)纖維素等特性要求較高，需要使用的化學(xué)酶能夠達(dá)到反應(yīng)要求，并且在反應(yīng)中能夠符合纖維素的制備特點(diǎn)。

（三）生物制備法

生物制備法是一種耗能低污染小的纖維素制備方法，在應(yīng)用過程當(dāng)中主要是通過微生物發(fā)酵反應(yīng)的方式產(chǎn)生纖維素。這種方式產(chǎn)生的纖維素也被稱為細(xì)菌纖維素，細(xì)菌纖維素在物理和化學(xué)特性上與天然纖維的差距最小，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中比其他的化學(xué)方法制備的纖維素成本更低，纖維素質(zhì)量更高，能夠通過多種微生物的方式提高纖維素的制備效果。在實(shí)際的制備過程當(dāng)中，能夠滿足纖維素的質(zhì)量要求，這種制備方法在應(yīng)用中，解決了纖維素制備中成本高和需要專業(yè)設(shè)備的問題。

二、納米纖維素的應(yīng)用

（一）高性能增強(qiáng)復(fù)合材料

由于納米纖維素強(qiáng)度較高并且具有較強(qiáng)的韌性，在高性能增強(qiáng)復(fù)合材料中得到了有效的應(yīng)用。采取納米纖維素生產(chǎn)的高性能增強(qiáng)復(fù)合材料，無論是在整體強(qiáng)度還是在抗拉伸性能上都比其他的材料具備優(yōu)勢(shì)[2]。基于這一特點(diǎn)，納米纖維素在近些年已經(jīng)成為了高性能增強(qiáng)復(fù)合材料的重要基礎(chǔ)元素，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中利用納米纖維素生產(chǎn)的高性能增強(qiáng)復(fù)合材料得到了有效的應(yīng)用。

（二）電子工業(yè)

在電子工業(yè)中，納米纖維素也有著良好的應(yīng)用。電子工業(yè)中對(duì)顯示器的要求較高，在顯示器的制作中對(duì)顯示器材料有著較高的要求，既需要顯示器在顯示效果上達(dá)標(biāo)，同時(shí)也需要顯示器在抗拉性和抗疲勞程度上達(dá)標(biāo)。納米纖維素由于具有抗拉性強(qiáng)、韌性高的特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中成為了電子工業(yè)中顯示器的重要原材料。隨著納米纖維素應(yīng)用研究的不斷深入，目前在電子工業(yè)中，依托納米纖維素生產(chǎn)的高解析度的動(dòng)態(tài)顯示器已經(jīng)得到了有效的應(yīng)用，并取得了積極的應(yīng)用效果。

（三）醫(yī)藥工業(yè)

在醫(yī)藥工業(yè)中，納米纖維素有著廣泛的應(yīng)用前景。由于納米纖維素的單個(gè)晶體能夠具有較強(qiáng)的吸附力，在實(shí)際應(yīng)用過程當(dāng)中可以成為片劑的組成成分，可以利用它將其他的藥物成分吸附在一起，防止藥物因不能有效地凝結(jié)而發(fā)生分散。目前在醫(yī)藥工業(yè)中，納米纖維素主要用在了咀嚼藥片、糖衣片和藥物的外表面。通過納米纖維素的應(yīng)用，形成對(duì)藥物元素的凝結(jié)。

三、結(jié)論

在納米纖維素的生產(chǎn)和制備中，有多種制備方法，每一種制備方法都具有不同的特點(diǎn)。在納米纖維素的制備中，我們應(yīng)當(dāng)合理選擇制備方法，滿足納米纖維素的制備需要。同時(shí)，我們還要了解納米纖維素的特點(diǎn)，找準(zhǔn)納米纖維素的應(yīng)用領(lǐng)域，推動(dòng)納米纖維素的發(fā)展，使納米纖維素的應(yīng)用能夠取得積極效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣玲玲，陳小泉.纖維素酶解天然棉纖維制備納米纖維素晶體及其表征[J].化學(xué)工程與裝備，2008（10）：34-35.

[2]宋曉磊，姚春麗，王樂，張爽，王子介.納米微晶纖維素的制備及在造紙中的應(yīng)用研究[J].造紙科學(xué)與技術(shù)，2011（03）：46-47.

作者簡(jiǎn)介：李樂祺（1996-），河南開封人，本科，研究方向：紡織工程。