我国纳米纤维素的专利文献分析

采用文献计量学方法,利用Incopat专利数据库的专利文献数据,从专利的申请数量和公开数量分析我国在纳米纤维素领域的专利技术发展水平和实力,以揭示纳米纤维素的研发态势和了解纳米纤维素技术领域创新的重点。     

纳米纤维素的制备及应用

介绍了机械法制备微纤化纤维素(MFC)和化学法、生物法制备纳米微晶纤维素(NCC)及纳米纤维素在制浆造纸领域的潜在应用,并对纳米纤维素未来研究重点进行了总结。     

纳米纤维素的制备策略及应用实践

纳米材料因其具有比表面积大、力学强度高、热性能好等独特优势,还具有原料可再生、产品可降解、生物相容性好等特点,因此成为研究的热点。对纤维素纳米晶体(CNC)、纤维素纳米纤丝(CNF)和细菌纳米纤维素(BNC)3种主要纳米纤维素的结构特征,不同纳米纤维素的制备策略作了介绍,结合纸基材料、复合材料、储能材料、医学材料等领域的发展现状,综述纳米纤维素在新兴领域的应用研究进展,并对纳米纤维素的未来发展趋势进行展望。     

微波辅助制备醋酸纳米豆渣纤维素工艺研究

本试验以酸水解法制备的纳米豆渣纤维素为原料,采用微波辅助表面乙酰化法制备醋酸纳米纤维素,研究微波处理时间、微波处理功率、反应时间、反应温度、浓硫酸与纳米豆渣纤维素浆(含水量90%)比、醋酸酐与纳米豆渣纤维素浆糊(含水量90%)比6个因素对醋酸纳米豆渣纤维素取代度的影响。通过正交试验可确定制备醋酸纳米纤维素的最佳工艺:微波处理时间30 s,微波处理功率240 W,反应温度为50℃,反应时间3 h,浓硫酸与纳米豆渣纤维素浆(含水量90%)比为1:10(mL/g),醋酸酐与纳米豆渣纤维素浆(含水量90%)比为6:5(mL/g)。在该条件下获得的醋酸纳米纤维素取代度为0.205 0。再利用TEM(透射电镜)对产物进行表征,可得到改性后产物颗粒粒径并未发生改变。     

不同种类纳米纤维素在食品领域的应用研究进展

纤维素是自然界中含量最为丰富的天然高聚物，因其可再生、可降解等优良特性被广泛应用于不同领域。文章概述了纳米纤维素的种类，包括纤维素纳米晶、纤维素纳米丝、球形纳米纤维素、纤维素纳米片；同时对国内外在纳米纤维素的制备方法和工艺流程方面的文献进行了汇总与例举；并重点介绍了纳米纤维素在食品领域中的广泛应用，包括食品包装材料、乳液稳定剂、功能性食品成分、3D打印技术等用途，以此为纳米纤维素的开发与利用提供参考。     

纳米纤维素增强可生物降解聚合物的研究进展

本文综述了纤维素纳米晶体(CNC)和纤维素纳米纤丝(CNF)在增强可生物降解聚合物中的研究进展。主要介绍了两种纳米纤维素及其制备方法,阐述了纳米纤维素的增强机理和复合材料的构筑方法,详细论述了纳米纤维素在增强聚乳酸(PLA)、热塑性淀粉(TPS)、聚己内酯(PCL)应用的研究进展。最后简要分析了纳米纤维素增强可生物降解聚合物在规模化和产业化上面临的挑战,并展望了其应用前景。     

花生壳纤维素纳米纤丝的制备及其在棉织物上的应用

以生物质材料花生壳粉为原料,采用化学结合机械处理工艺对花生壳进行加工来制备花生壳纳米纤维素。首先采用化学处理工艺将花生壳中的半纤维素和木质素全部去除,制备花生壳纯化纤维素。然后采用2,2,6,6-四甲基哌啶氧自由基(TEMPO)-NaClO-NaBr对纯化纤维素进行氧催化反应,用超声波对反应物进行解纤处理得到花生壳纤维素纳米纤丝,然后采用所得纳米纤丝构造粗糙结构,并与低表面能物质聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合到棉织物上,构造超疏水表面。运用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X-射线衍射仪(XRD)等手段对纤维素纳米纤丝和复合棉织物进行表征。结果表明：化学和机械处理对纤维素的基团特征没有太大影响,这表明化学结合机械法能够成功制得花生壳纤维素纳米纤丝,且其能成功在棉织物表面构造粗糙结构,与PDMS复合所得棉织物的表面水接触角最高可达152°。     

源于食品加工副产物纳米纤维素晶体的制备及其在食品中的应用

近年来,作为一种环境友好材料——纳米纤维素,其制备及在材料、食品、化工、医药等领域的应用备受人们关注,其中纳米纤维素晶体具有高长径比、高比表面积、高结晶度、高机械强度和良好的热稳定性等优良特性。在介绍纳米纤维素晶体制备方法的基础上,对源于食品加工副产物纳米纤维素晶体的理化特性(形貌、结晶度、稳定性等)及主要应用方面(作为食品包装材料增强剂、Pickering乳液稳定剂、食品配料等)进行了全面综述,并对纳米纤维素晶体研究存在的问题及今后的发展方向进行了展望。     

离子液体预处理/硫酸水解协同制备纳米纤维素及其稳定Pickering乳液初步研究

以微晶纤维素(microcrystalline cellulose, MCC)为原料,利用离子液体预处理/硫酸水解协同制备纳米纤维素,通过Zeta电位分析、原子力显微镜(atomic force microscope, AFM)、红外光谱、X-射线衍射(X-ray diffraction, XRD)和热分析探究不同质量分数的硫酸溶液(10%～40%)对纳米纤维素结构的影响,并对其稳定Pickering乳液性能进行初步研究。结果表明,经过离子液体预处理后,随着硫酸溶液质量分数增加(10%～40%),纳米纤维素得率逐渐下降,但Zeta电位绝对值逐渐增加;AFM结果表明纳米纤维素形态从长纤丝状网络结构逐渐变为短棒状结构,其长度逐渐减小但直径增加。XRD结果表明纳米纤维素同时具有纤维素I型和Ⅱ型晶体结构,结晶度降低。MCC制备纳米纤维素过程中,经离子液体预处理后氢键结构遭到破坏,热稳定性随着硫酸溶液质量分数的增加也逐渐降低。经不同质量分数硫酸溶液水解制备的纳米纤维素在不同颗粒质量浓度(1～5 g/L)和油相比例(30%～70%,体积分数)下均能稳定Pickering乳液,但40%硫酸溶液制备的...     

纳米纤维素基水凝胶在生物医学领域的研究进展

纳米纤维素具有高比表面积(150～250 m²/g)、大长径比、低密度(1.6 g/cm³)和优越的机械性能(弹性模量～150 GPa，高拉伸强度～7.5 GPa)等特性，在生物医学等领域有着广泛的应用。本文主要对近几年纳米纤维素基水凝胶的研究进展进行了归纳总结。首先介绍了纳米纤维素的制备方法，包括机械法、酸水解法、TEMPO (2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基)氧化法和生物法；其次列举了制备纳米纤维素基水凝胶的常用交联方法，包括物理交联和化学交联；最后重点介绍了纳米纤维素基水凝胶在生物医学领域方面的应用，包括伤口敷料、组织工程和药物输送；此外，对纳米纤维素基水凝胶在生物医学领域的发展方向进行了展望。     

低共熔溶剂在纳米纤维素制备中的应用和研究进展

低共熔溶剂(DES)是由氢键供体和氢键受体混合而成的具有低熔点的混合物,作为一种绿色溶剂,DES在化学、材料、生物催化和生物质精炼等领域有着广泛的应用前景。由于DES可以使纤维素润胀,并减弱纤维素分子链之间的氢键结合,所以DES可以被应用于纳米纤维素的制备。而且DES容易回收和回用,可以使纳米纤维素的制备过程清洁、无污染。本文综述了DES法制备纳米纤维素的原理、工艺和研究进展,并讨论了DES法制备纳米纤维素需要注意的问题。     

纳米纤维素的制备及其在食品领域中的应用研究进展

纤维素是地球上含量最为丰富的天然有机聚合物。纳米纤维素一般以高等植物、海藻及微生物由来的天然纤维素为原料,运用酸水解、机械处理、氧化处理及酶降解等纳米化工艺而制备。原料与制备技术对于产物的微观形态、化学结构与聚集态结构影响显著。纳米纤维素的理化结构赋予其独特的宏观性质以及功能特性;加之可再生、可生物降解、安全性高等优势;近年来,纳米纤维素在食品包装、食品添加剂以及功能性食品中的应用研究方兴未艾,并已取得显著进展。本文对国内外在纳米纤维素的制备工艺、结构性质及其在食品领域的应用相关研究成果进行梳理总结,以期为基于纳米纤维素的食品科技研发工作提供参考。     

微纳米纤维素材料的微流控制备技术研究进展

为深入分析微流控技术制备微纳米纤维素材料的研究现状,促进其在各领域应用,综述了以纤维素及纳米纤维素为原料,以微流控技术为基础,结合快速冷冻法、原位界面络合法等技术,制备纤维素及纳米纤维素微球和微胶囊、纤维长丝、薄膜、微管、水凝胶的最新研究进展;针对微流控技术制备微纳米纤维素材料存在的挑战,提出了克服材料缺陷,提升微通道构建能力,探索技术结合方案的应对策略;展望了微流控技术在制备微纳米纤维素材料方面的发展前景,为微流控技术制备微纳米纤维素材料在材料科学、组织工程和再生医学等领域的应用提供参考。     

纳米纤维素的疏水性及分散性研究进展

纳米纤维素以其比表面积大、机械强度高、结晶度高、生物相容性好等优异性质在纳米复合材料中具有很好的应用前景,但易于团聚、亲水性极强的特点严重限制了其应用发展。本文综述了近年来提高纳米纤维素疏水性以及在水和大部分有机溶剂中分散性的方法、各方法的反应原理以及研究进展,如表面吸附改性、酯化改性、偶联剂改性和接枝共聚改性来提高其疏水性;表面吸附改性、阳离子改性、TEMPO氧化体系改性、乙酰化改性、偶联剂改性和接枝共聚改性来改善其分散性。同时也展望了纳米纤维素研究的发展方向以及应用前景。     

一锅法制备纳米纤维素及其性能研究

采用一种操作简单、绿色环保的以对甲苯磺酸为催化剂对竹纤维进行水热处理制备纳米纤维素(NCC)的方法。考察了反应时间、反应温度和超声作用对纳米纤维素得率和性能的影响。结果表明,在反应温度110℃、反应时间45 min、超声时间120 min的条件下,纳米纤维素得率最高。     

Aging Resistance Evaluation of Aged Paper Reinforced with Different Nanocelluloses

Paper documents experience severe acidification and embrittlement. Nanocellulose is an excellent reinforcement material for paper documents owing to its compatibility and excellent mechanical strength. However, little research has been conducted on the aging resistance of nanocellulose-reinforced paper. In this study, six types of nanocelluloses were used to reinforce aged paper. The reinforcement and anti-aging performances were evaluated, and the anti-aging mechanism was further clarified. Nanocellulose with a high degree of polymerization can better enhance aged paper, and non-chemical nanocellulose also shows better anti-aging performance, such as nanocellulose prepared by mechanical or biological methods. However, nanocellulose prepared using chemical methods exhibits poor reinforcement and anti-aging performance. This is because it has a small particle size that is not beneficial for physical crosslinking with paper fibers. More importantly, the introduction of acidic or oxidizing groups on nanocellulose accelerates the acid hydrolysis and oxidation rate of paper fibers, especially nanocellulose prepared by 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl oxidation, which should not be used to protect paper documents.     

Antibacterial property of cellulose fabric finished by allicin-conjugated nanocellulose

People’s inclination toward medical textiles for healthy life style has created a rapidly increasing market for antimicrobial textiles, which, in turn, has stimulated intensive research and development. The aim of our study was to prepare cellulose fabrics finished by allicin-conjugated nanocellulose, whose properties were investigated by scanning electron microscopy, X-ray diffraction, and Fourier transforms infrared spectroscopy. The antibacterial ability of the treated fabrics was determined by AATCC test method 100–1993. The durability of antimicrobial activity to washing process was also evaluated. The results showed significant antibacterial activity against Staphylococcus aurous, statistically different from negative control fabric (finished by nanocellulose without allicin) (p < 0.05). The antibacterial activity after two home laundering cycles of all finished fabrics was only slightly reduced. It can be concluded that allicin-conjugated nanocellulose can be attached to cellulose textiles by a simple conjugation method to create durable antibacterial properties.