本發(fā)明涉及纖維素技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種納米晶纖維素的制備方法。
背景技術(shù)：
回收生物質(zhì)資源，可持續(xù)地生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品一直是全社會(huì)在追求的一個(gè)目標(biāo)，納米晶纖維素可以從微晶纖維素，木質(zhì)纖維素，細(xì)菌以及其他含纖維素的物質(zhì)中提取分離。納米晶纖維素具有超高強(qiáng)度和模量、低密度、高比表面積、表面可改性、良好的生物相容性以及可持續(xù)發(fā)展等特點(diǎn)，是當(dāng)今研究的一大熱點(diǎn)。
隨著對(duì)環(huán)保的要求越來越高，可持續(xù)發(fā)展的生產(chǎn)方式越來越得到重視，納米晶纖維素的應(yīng)用越來越廣泛，能夠回收二次纖維制備納米微晶纖維素的方法，已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)需求和發(fā)展趨勢(shì)。
專利CN 104532645A中提到一種以廢舊瓦楞紙板為原料制備納米微晶纖維素的方法，其制備納米晶纖維素品質(zhì)優(yōu)良，但其產(chǎn)率低、所用的酶難以回收，制備工藝復(fù)雜，同時(shí)該方法無法處理有印刷的瓦楞紙板。
纖維素是親水性物質(zhì)，在較濃的硫酸中，纖維素硫酸溶液中的分散性隨著硫酸溶液濃度升高而變差，在較濃硫酸溶液中纖維素會(huì)出現(xiàn)結(jié)塊等分散不良現(xiàn)象；較稀硫酸溶液雖能獲得較好纖維分散性，但不能充分水解纖維素，導(dǎo)致產(chǎn)率較低。目前國內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道中，平均產(chǎn)率在30％左右。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種納米晶纖維素的制備方法，本發(fā)明提供的納米晶纖維素的制備方法可以回收廢報(bào)紙等有印刷制品的納米晶纖維素，并且產(chǎn)率高，纖維素分散性能好。
本發(fā)明提供了一種納米晶纖維素的制備方法，包括：
印刷紙制品經(jīng)制漿，得到紙漿；
將紙漿與脫墨試劑混合，進(jìn)行脫墨處理，得到脫墨的紙漿；所述脫墨試劑選自氫氧化鈉、硅酸鈉、硫酸鎂、乙二胺四乙酸二鈉、十二烷基苯磺酸鈉和過氧化氫中的一種或幾種；
將脫墨的紙漿采用硫酸分步水解、分離，得到納米晶纖維素；所述硫酸分步水解具體為：將脫墨的紙漿采用60％～64％質(zhì)量濃度的硫酸水解后，再滴加96％～98％質(zhì)量濃度的硫酸繼續(xù)水解。
優(yōu)選的，所述硫酸分步水解具體為：將脫墨的紙漿采用60％～64％質(zhì)量濃度的硫酸35～75℃水解5～15min后，再滴加96％～98％質(zhì)量濃度的硫酸35～55℃繼續(xù)水解30～90min。
優(yōu)選的，所述滴加速度為0.03～0.05mL/s。
優(yōu)選的，所述脫墨處理具體為：
將紙漿與氫氧化鈉混合反應(yīng)，而后與硅酸鈉、硫酸鎂、乙二胺四乙酸二鈉以及十二烷基苯磺酸鈉混合反應(yīng)，最后分次加入過氧化氫繼續(xù)反應(yīng)。
優(yōu)選的，所述氫氧化鈉、硅酸鈉、硫酸鎂、乙二胺四乙酸二鈉、十二烷基苯磺酸鈉和過氧化氫的質(zhì)量比為(0.1～5)：(0.1～10)：(0.3～10)：(0.3～10)：(0.1～10)：(5～30)。
優(yōu)選的，所述分次加入過氧化氫具體為分3～5次加入，每次間隔10～20min。
優(yōu)選的，所述還包括將脫墨的紙漿洗滌，干燥、制丸處理；所述制丸的直徑為5～20mm；所述干燥的溫度為60～90℃。
所述分離具體為：將水解后產(chǎn)物離心洗滌、超聲處理；所述離心力為3000～18000g；離心時(shí)間為1～10min；超聲功率為150～250W，超聲時(shí)間為1～10min。
優(yōu)選的，所述印刷紙制品選自報(bào)紙、書本和包裝紙制品中的一種或幾種。
優(yōu)選的，所述制漿得到紙漿的質(zhì)量濃度為1％～20％。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種納米晶纖維素的制備方法，包括：印刷紙制品經(jīng)制漿，得到紙漿；將紙漿與脫墨試劑混合，進(jìn)行脫墨處理，得到脫墨的紙漿；所述脫墨試劑選自氫氧化鈉、硅酸鈉、硫酸鎂、乙二胺四乙酸二鈉、十二烷基苯磺酸鈉和過氧化氫中的一種或幾種；將脫墨的紙漿采用硫酸分步水解、分離，得到納米晶纖維素；所述硫酸分步水解具體為：將脫墨的紙漿采用60％～64％質(zhì)量濃度的硫酸水解后，再滴加96％～98％質(zhì)量濃度的硫酸繼續(xù)水解。本發(fā)明將印刷紙制品首先進(jìn)行脫墨處理，本發(fā)明的脫墨處理可脫去游離墨水，不僅使得制備得到的納米晶纖維素為白色，同時(shí)對(duì)后續(xù)水解有促進(jìn)作用。此外，本發(fā)明采用分步加酸水解的方法，不僅使得制備得到的纖維素不會(huì)出現(xiàn)不均勻、結(jié)塊現(xiàn)象，在硫酸溶液中能獲得良好分散，又能將水解酸的濃度提高，獲得較高的納米晶纖維素產(chǎn)率。本發(fā)明采用廢舊的印刷紙制品制備納米晶纖維素原料來源廣泛，有利于資源可回收利用。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供了一種納米晶纖維素的制備方法，包括：
印刷紙制品經(jīng)制漿，得到紙漿；
將紙漿與脫墨試劑混合，進(jìn)行脫墨處理，得到脫墨的紙漿；所述脫墨試劑選自氫氧化鈉、硅酸鈉、硫酸鎂、乙二胺四乙酸二鈉、十二烷基苯磺酸鈉和過氧化氫中的一種或幾種；
將脫墨的紙漿采用硫酸分步水解、分離，得到納米晶纖維素；所述硫酸分步水解具體為：將脫墨的紙漿采用60％～64％質(zhì)量濃度的硫酸水解后，再滴加96％～98％質(zhì)量濃度的硫酸繼續(xù)水解。
本發(fā)明印刷紙制品經(jīng)制漿，得到紙漿。優(yōu)選具體為：
將印刷紙制品裁剪，與水混合，在碎漿機(jī)中制漿，得到紙漿。
本發(fā)明所述印刷紙制品包括但不限于報(bào)紙、書本和包裝紙制品中的一種或幾種。
本發(fā)明對(duì)于所述裁剪不進(jìn)行限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的裁剪即可。所述裁剪優(yōu)選為裁剪成條狀；尺寸優(yōu)選為5～7mm寬；50～60mm長(zhǎng)。
所述印刷紙與水的重量比優(yōu)選為(1～20)：(80～99)；更優(yōu)選為(5～18)：(78～95)。所述在碎漿機(jī)中制漿的時(shí)間優(yōu)選為5～10min。
其中，所述制漿得到紙漿的質(zhì)量濃度優(yōu)選為1％～20％；更優(yōu)選為5％～15％。
碎漿完成后，將紙漿取出密封；所述密封的時(shí)間優(yōu)選為6～24h；所述密封的溫度為20～40℃。
得到紙漿后，將紙漿與脫墨試劑混合，進(jìn)行脫墨處理，得到脫墨的紙漿。所述脫墨試劑選自氫氧化鈉、硅酸鈉、硫酸鎂、乙二胺四乙酸二鈉、十二烷基苯磺酸鈉和過氧化氫中的一種或幾種。
在本發(fā)明中，所述脫墨處理具體為：
將紙漿與氫氧化鈉混合反應(yīng)，而后與硅酸鈉、硫酸鎂、乙二胺四乙酸二鈉以及十二烷基苯磺酸鈉混合反應(yīng)，最后分次加入過氧化氫繼續(xù)反應(yīng)。
更優(yōu)選具體為：
首先將紙漿與氫氧化鈉混合反應(yīng)，所述反應(yīng)溫度優(yōu)選為60～80℃；更優(yōu)選為65～75℃；所述反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為5～15min；更優(yōu)選為7～13min。
加入氫氧化鈉上述時(shí)間后，而后與硅酸鈉、硫酸鎂、乙二胺四乙酸二鈉以及十二烷基苯磺酸鈉混合反應(yīng)；反應(yīng)溫度優(yōu)選為60～80℃；更優(yōu)選為65～75℃；所述反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為5～15min；更優(yōu)選為7～13min。
最后分次加入過氧化氫繼續(xù)反應(yīng)。所述過氧化氫溶液的濃度優(yōu)選為20％～30％；所述分次加入過氧化氫具體優(yōu)選為分3～5次加入，更優(yōu)選為分4～5次加入；所述每次間隔優(yōu)選10～20min；更優(yōu)選為12～18min；所述過氧化氫優(yōu)選為等質(zhì)量分次加入。
分次加入上述過氧化氫后，優(yōu)選繼續(xù)反應(yīng)20～40min。
所述脫墨處理的容器優(yōu)選為反應(yīng)釜；更優(yōu)選為帶攪拌、溫度計(jì)和加料口的反應(yīng)釜。本發(fā)明對(duì)其具體型號(hào)和規(guī)格不進(jìn)行特殊限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的即可。
在本發(fā)明中，所述氫氧化鈉、硅酸鈉、硫酸鎂、乙二胺四乙酸二鈉、十二烷基苯磺酸鈉、過氧化氫的質(zhì)量比優(yōu)選為(0.1～5)：(0.1～10)：(0.3～10)：(0.3～10)：(0.1～10)：(5～30)；更優(yōu)選為(1～5)：(1～9)：(1～8)：(1.5～9)：(0.5～8)：(8～28)；最優(yōu)選為(3～5)：(3～7.5)：(2.5～7)：(2.5～8)：(1.25～6)：(12～24)。所述報(bào)紙漿與氫氧化鈉的質(zhì)量比優(yōu)選為(90～100)：(0.1～5)。
本發(fā)明脫墨過程不同于漂白過程，脫墨后產(chǎn)物仍為深灰色。脫墨過程中的過氧化氫和堿的使用有利于分解木質(zhì)素、半纖維素和無定型的纖維素部分，和納米晶纖維素的制備是具有協(xié)同效應(yīng)的，即本發(fā)明的脫墨過程不僅脫去游離墨水，更是為制備結(jié)晶的纖維素作了預(yù)處理。
脫墨處理后，本發(fā)明優(yōu)選還包括將脫墨的紙漿洗滌，干燥、制丸處理。優(yōu)選具體為：將脫墨的紙漿放至200～300目尼龍濾袋中，用去離子水洗至中性；而后壓出水分，得到濕潤的紙團(tuán)。用制丸機(jī)將紙團(tuán)制丸、干燥處理。所述制丸的直徑優(yōu)選為5～20mm；更優(yōu)選為10～15mm；所述干燥的溫度優(yōu)選為60～90℃；更優(yōu)選為70～80℃；所述干燥的時(shí)間優(yōu)選為10～15h；更優(yōu)選為12～14h。
將脫墨的紙漿采用硫酸分步水解、分離，得到納米晶纖維素；所述硫酸分步水解具體為：將脫墨的紙漿采用60％～64％質(zhì)量濃度的硫酸水解后，再滴加96％～98％質(zhì)量濃度的硫酸繼續(xù)水解。
在本發(fā)明中，所述硫酸分步水解具體為：將脫墨的紙漿采用60％～64％質(zhì)量濃度的硫酸35～75℃水解5～15min后，再滴加96％～98％質(zhì)量濃度的硫酸35～55℃繼續(xù)水解30～90min。
所述硫酸分步水解首先將脫墨的紙漿優(yōu)選采用60％～64％質(zhì)量濃度的硫酸35～75℃水解5～15min；更優(yōu)選采用62％～64％質(zhì)量濃度的硫酸45～65℃水解7～13min；所述攪拌轉(zhuǎn)速優(yōu)選為50～90rpm；更優(yōu)選為70～80rpm。所述干燥的紙丸的質(zhì)量g與60％～64％質(zhì)量濃度的硫酸體積mL比優(yōu)選為1～20：100；更優(yōu)選為10～18：100。
其次再優(yōu)選96％～98％質(zhì)量濃度的硫酸35～55℃繼續(xù)水解30～90min；更優(yōu)選97～98％質(zhì)量濃度的硫酸45～55℃繼續(xù)水解40～60min；所述干燥的紙丸的質(zhì)量g與96％～98％質(zhì)量濃度的硫酸體積mL比優(yōu)選為1～10：100；更優(yōu)選為4～8：100。所述滴加速度優(yōu)選為0.03～0.05mL/s；更優(yōu)選為0.04～0.05mL/s。
所述水解處理的容器優(yōu)選為反應(yīng)釜；更優(yōu)選為帶攪拌、溫度計(jì)和加料口的反應(yīng)釜。本發(fā)明對(duì)其具體型號(hào)和規(guī)格不進(jìn)行特殊限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的即可。
酸水解后，優(yōu)選為冷卻；所述冷卻的方式為加入冰水混合物冷卻。
本發(fā)明人創(chuàng)新性的采用上述爬坡法分步硫酸水解，使得制備得到的纖維素分散性好，產(chǎn)率高。
水解后，分離，得到納米晶纖維素。
在本發(fā)明中，所述分離具體為：將水解后產(chǎn)物離心洗滌、超聲處理；更優(yōu)選具體為將水解產(chǎn)物離心洗滌，離心后除去上清液，超聲震蕩離心管使得沉淀重新分散；所述離心的次數(shù)優(yōu)選為2～3次；所述離心力優(yōu)選為3000～18000g；更優(yōu)選為5000～15000g；最優(yōu)選為8000～12000g；所述離心時(shí)間優(yōu)選為1～10min；更優(yōu)選為3～7min；所述超聲功率優(yōu)選為150～250W，更優(yōu)選為200～250W，所述超聲時(shí)間為1～10min；更優(yōu)選為1～8min；最優(yōu)選為1～3min。所述超聲的溫度優(yōu)選為20～25℃。
最后一次離心后，上部液體即為本發(fā)明產(chǎn)品納米晶經(jīng)纖維素分散液。
本發(fā)明的納米晶經(jīng)纖維素分散液中納米晶經(jīng)纖維濃度高，未經(jīng)濃縮的情況下固含量為1.5％。本納米晶經(jīng)纖維素品相良好，粒子均為納米尺度且分布均一，稀釋后可觀察到膠體泛藍(lán)和丁達(dá)爾效應(yīng)。
本發(fā)明提供了一種納米晶纖維素的制備方法，包括：印刷紙制品經(jīng)制漿，得到紙漿；將紙漿與脫墨試劑混合，進(jìn)行脫墨處理，得到脫墨的紙漿；所述脫墨試劑選自氫氧化鈉、硅酸鈉、硫酸鎂、乙二胺四乙酸二鈉、十二烷基苯磺酸鈉和過氧化氫中的一種或幾種；將脫墨的紙漿采用硫酸分步水解、分離，得到納米晶纖維素；所述硫酸分步水解具體為：將脫墨的紙漿采用60％～64％質(zhì)量濃度的硫酸水解后，再滴加96％～98％質(zhì)量濃度的硫酸繼續(xù)水解。本發(fā)明將印刷紙制品首先進(jìn)行脫墨處理，本發(fā)明的脫墨處理可脫去游離墨水，不僅使得制備得到的納米晶纖維素為白色，同時(shí)對(duì)后續(xù)水解有促進(jìn)作用。此外，本發(fā)明采用分步酸水解的方法，不僅使得制備得到的纖維素不會(huì)出現(xiàn)不均勻、結(jié)塊現(xiàn)象，分散性能好，而且產(chǎn)率高。本發(fā)明采用廢舊的印刷紙制品制備納米晶纖維素原料來源廣泛，有利于資源可回收利用。
本發(fā)明優(yōu)選采用如下方法對(duì)制備得到的納米晶纖維素的粒度分析和產(chǎn)率測(cè)定：
pH值利用廣范pH試紙進(jìn)行測(cè)量；
質(zhì)量濃度利用CSY-G1固含量檢測(cè)儀取5g樣品測(cè)試；
產(chǎn)率根據(jù)產(chǎn)物濃度與水解前纖維濃度的比值進(jìn)行計(jì)算；
粒徑檢測(cè)利用激光粒度儀進(jìn)行靜態(tài)光散射法進(jìn)行測(cè)試。
為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的納米晶纖維素的制備方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
實(shí)施例1
準(zhǔn)備舊廣州日?qǐng)?bào)30g，所需試劑為氫氧化鈉、硅酸鈉、硫酸鎂、乙二胺四乙酸二鈉、十二烷基苯磺酸鈉、30％過氧化氫溶液、濃硫酸和去離子水。所需儀器有實(shí)驗(yàn)室常用玻璃儀器、水力碎漿機(jī)，制丸機(jī)，帶攪拌恒溫水浴鍋、超聲清洗機(jī)和高速離心機(jī)。試劑和儀器沒有特殊要求，一般市售產(chǎn)品即可。
將30g裁剪成5mm*50mm的報(bào)紙和470g水加入到水力碎漿機(jī)中，進(jìn)行高速碎漿5分鐘。將恒溫水浴鍋調(diào)整到70℃，取500g上述碎漿后的報(bào)紙漿加入到1000ml燒瓶中，打開攪拌。待紙漿溫度升至70℃時(shí)，加入10g氫氧化鈉。攪拌10分鐘后，稱量EDTA-2Na 5g，硅酸鈉15g，硫酸鎂5g，十二烷基苯磺酸鈉2.5g于小燒杯中混合均勻后，加入到報(bào)紙漿中。10分鐘后，量取80ml的30％的過氧化氫溶液，分成四次加入，每次加入20ml，每隔15分鐘加入一次。加完所有過氧化氫溶液后，70℃保溫20分鐘，保溫完成后即可出料。
出料用300目尼龍過濾袋接收產(chǎn)物，用去離子水洗滌濾渣至中性。洗滌至中性后，適度向尼龍袋施壓，使水分進(jìn)一步脫除。將仍帶水分報(bào)紙?jiān)尤氲街仆铏C(jī)中，制備直徑為10mm濕潤報(bào)紙球。用鐵盤裝好報(bào)紙球，鋪開，放入到80℃烘箱當(dāng)中烘干12小時(shí)，即可得脫墨干燥報(bào)紙。
分別用量筒量取50ml質(zhì)量濃度為98％的濃硫酸、50ml的去離子水，配成硫酸溶液。加入到250ml燒瓶中，放入恒溫水浴鍋中進(jìn)行45℃水浴，電動(dòng)攪拌速度為70rpm。待硫酸溶液的溫度達(dá)到45℃后，加入12g的脫墨干燥報(bào)紙，進(jìn)行酸水解。加入脫墨干燥報(bào)紙10分鐘后，量取4ml的98％濃硫酸，逐滴滴入反應(yīng)燒瓶。滴完后，再45℃下反應(yīng)60分鐘。60分鐘后加入200ml的冰水混合物，即可出料，得酸水解產(chǎn)物。
將水解產(chǎn)物裝入6支50ml離心管，放入高速離心機(jī)中進(jìn)行高速離心洗滌，參數(shù)選擇為：相對(duì)離心力10400g，3min。離心完畢后，產(chǎn)物分層，呈沉淀和清液，將離心管上清液棄去，重新加入去離子水至充滿離心管，劇烈搖晃離心管并配合超聲清洗機(jī)對(duì)沉淀進(jìn)行重新分散。(超聲清洗機(jī)選用參數(shù)為200W，1min，溫度25℃以下)；對(duì)上述洗滌后重新分散的懸濁液進(jìn)行離心洗滌和超聲分散，操作方法和參數(shù)選擇同第4步。在第三次離心后，出現(xiàn)霧狀不沉淀液體，將其收集，此產(chǎn)物為納米晶纖維素水分散液。
采用本發(fā)明所述的方法對(duì)制備得到的納米晶纖維素進(jìn)行性能和產(chǎn)率測(cè)定，結(jié)果如表1所示，表1為本發(fā)明實(shí)施例制備的納米晶纖維素的性能和產(chǎn)率測(cè)定結(jié)果。
實(shí)施例2
準(zhǔn)備舊廣州日?qǐng)?bào)30g，所需試劑為氫氧化鈉、硅酸鈉、硫酸鎂、乙二胺四乙酸二鈉、十二烷基苯磺酸鈉、30％過氧化氫溶液、濃硫酸和去離子水。所需儀器有實(shí)驗(yàn)室常用玻璃儀器、水力碎漿機(jī)，制丸機(jī)，帶攪拌恒溫水浴鍋、超聲清洗機(jī)和高速離心機(jī)。試劑和儀器沒有特殊要求，一般市售產(chǎn)品即可。
將30g裁剪成5mm*50mm的報(bào)紙和470g水加入到水力碎漿機(jī)中，進(jìn)行高速碎漿5分鐘。將恒溫水浴鍋調(diào)整到70℃，取500g上述碎漿后的報(bào)紙漿加入到1000ml燒瓶中，打開攪拌。待紙漿溫度升至70℃時(shí)，加入10g氫氧化鈉。攪拌10分鐘后，稱量EDTA-2Na 5g，硅酸鈉15g，硫酸鎂5g，十二烷基苯磺酸鈉2.5g于小燒杯中混合均勻后，加入到報(bào)紙漿中。10分鐘后，量取80ml的30％的過氧化氫溶液，分成四次加入，每次加入20ml，每隔15分鐘加入一次。加完所有過氧化氫溶液后，70℃保溫20分鐘，保溫完成后即可出料。
出料用300目尼龍過濾袋接收產(chǎn)物，用去離子水洗滌濾渣至中性。洗滌至中性后，適度向尼龍袋施壓，使水分進(jìn)一步脫除。將仍帶水分報(bào)紙?jiān)尤氲街仆铏C(jī)中，制備直徑為10mm濕潤報(bào)紙球。用鐵盤裝好報(bào)紙球，鋪開，放入到80℃烘箱當(dāng)中烘干12小時(shí)，即可得脫墨干燥報(bào)紙。
分別用量筒量取50ml質(zhì)量濃度為98％的濃硫酸、50ml的去離子水，配成硫酸溶液。加入到250ml燒瓶中，放入恒溫水浴鍋中進(jìn)行45℃水浴，電動(dòng)攪拌速度為70rpm。待硫酸溶液的溫度達(dá)到45℃后，加入6g的脫墨干燥報(bào)紙，進(jìn)行酸水解。加入脫墨干燥報(bào)紙10分鐘后，量取4ml的98％濃硫酸，逐滴滴入反應(yīng)燒瓶。滴完后，再45℃下反應(yīng)60分鐘。60分鐘后加入200ml的冰水混合物，即可出料，得酸水解產(chǎn)物。將水解產(chǎn)物裝入6支50ml離心管，放入高速離心機(jī)中進(jìn)行高速離心洗滌，參數(shù)選擇為：相對(duì)離心力10400g，3min。離心完畢后，產(chǎn)物分層，呈沉淀和清液，將離心管上清液棄去，重新加入去離子水至充滿離心管，劇烈搖晃離心管并配合超聲清洗機(jī)對(duì)沉淀進(jìn)行重新分散。(超聲清洗機(jī)選用參數(shù)為200W，1min，溫度25℃以下)。對(duì)上述洗滌后重新分散的懸濁液進(jìn)行離心洗滌和超聲分散，操作方法和參數(shù)選擇同第4步。在第三次離心后，出現(xiàn)霧狀不沉淀液體，將其收集，此產(chǎn)物為納米晶纖維素水分散液。
采用本發(fā)明所述的方法對(duì)制備得到的納米晶纖維素進(jìn)行性能和產(chǎn)率測(cè)定，結(jié)果如表1所示，表1為本發(fā)明實(shí)施例制備的納米晶纖維素的性能和產(chǎn)率測(cè)定結(jié)果。
實(shí)施例3
準(zhǔn)備舊《讀者》書頁(除封面外)30g，所需試劑為氫氧化鈉、硅酸鈉、硫酸鎂、乙二胺四乙酸二鈉、十二烷基苯磺酸鈉、30％過氧化氫溶液、濃硫酸和去離子水。所需儀器有實(shí)驗(yàn)室常用玻璃儀器、水力碎漿機(jī)，制丸機(jī)，帶攪拌恒溫水浴鍋、超聲清洗機(jī)和高速離心機(jī)。試劑和儀器沒有特殊要求，一般市售產(chǎn)品即可。
將30g裁剪成5mm*50mm的書紙和470g水加入到水力碎漿機(jī)中，進(jìn)行高速碎漿5分鐘。將恒溫水浴鍋調(diào)整到70℃，取500g上述碎漿后的書紙漿加入到1000ml燒瓶中，打開攪拌。待紙漿溫度升至70℃時(shí)，加入10g氫氧化鈉。攪拌10分鐘后，稱量EDTA-2Na 5g，硅酸鈉15g，硫酸鎂5g，十二烷基苯磺酸鈉2.5g于小燒杯中混合均勻后，加入到書紙漿中。10分鐘后，量取80ml的30％的過氧化氫溶液，分成四次加入，每次加入20ml，每隔15分鐘加入一次。加完所有過氧化氫溶液后，70℃保溫20分鐘，保溫完成后即可出料。
出料用300目尼龍過濾袋接收產(chǎn)物，用去離子水洗滌濾渣至中性。洗滌至中性后，適度向尼龍袋施壓，使水分進(jìn)一步脫除。將仍帶水分書紙?jiān)尤氲街仆铏C(jī)中，制備直徑為10mm濕潤書紙球。用鐵盤裝好書紙球，鋪開，放入到80℃烘箱當(dāng)中烘干12小時(shí)，即可得脫墨干燥書紙。
分別用量筒量取50ml質(zhì)量濃度為98％的濃硫酸、50ml的去離子水，配成硫酸溶液。加入到250ml燒瓶中，放入恒溫水浴鍋中進(jìn)行45℃水浴，電動(dòng)攪拌速度為70rpm。待硫酸溶液的溫度達(dá)到45℃后，加入12g的脫墨干燥書紙，進(jìn)行酸水解。加入脫墨干燥書紙10分鐘后，量取4ml的98％濃硫酸，逐滴滴入反應(yīng)燒瓶。滴完后，再45℃下反應(yīng)60分鐘。60分鐘后加入200ml的冰水混合物，即可出料，得酸水解產(chǎn)物。
將水解產(chǎn)物裝入6支50ml離心管，放入高速離心機(jī)中進(jìn)行高速離心洗滌，參數(shù)選擇為：相對(duì)離心力10400g，3min。離心完畢后，產(chǎn)物分層，呈沉淀和清液，將離心管上清液棄去，重新加入去離子水至充滿離心管，劇烈搖晃離心管并配合超聲清洗機(jī)對(duì)沉淀進(jìn)行重新分散。(超聲清洗機(jī)選用參數(shù)為200W，1min，溫度25℃以下)。對(duì)上述洗滌后重新分散的懸濁液進(jìn)行離心洗滌和超聲分散，操作方法和參數(shù)選擇同第4步。在第三次離心后，出現(xiàn)霧狀不沉淀液體，將其收集，此產(chǎn)物為納米晶纖維素水分散液。
采用本發(fā)明所述的方法對(duì)制備得到的納米晶纖維素進(jìn)行性能和產(chǎn)率測(cè)定，結(jié)果如表1所示，表1為本發(fā)明實(shí)施例制備的納米晶纖維素的性能和產(chǎn)率測(cè)定結(jié)果。
實(shí)施例4
準(zhǔn)備舊《讀者》書頁(除封面外)30g，所需試劑為氫氧化鈉、硅酸鈉、硫酸鎂、乙二胺四乙酸二鈉、十二烷基苯磺酸鈉、30％過氧化氫溶液、濃硫酸和去離子水。所需儀器有實(shí)驗(yàn)室常用玻璃儀器、水力碎漿機(jī)，制丸機(jī)，帶攪拌恒溫水浴鍋、超聲清洗機(jī)和高速離心機(jī)。試劑和儀器沒有特殊要求，一般市售產(chǎn)品即可。
將30g裁剪成5mm*50mm的書紙和470g水加入到水力碎漿機(jī)中，進(jìn)行高速碎漿5分鐘。將恒溫水浴鍋調(diào)整到70℃，取500g上述碎漿后的書紙漿加入到1000ml燒瓶中，打開攪拌。待紙漿溫度升至70℃時(shí)，加入10g氫氧化鈉。攪拌10分鐘后，稱量EDTA-2Na 5g，硅酸鈉15g，硫酸鎂5g，十二烷基苯磺酸鈉2.5g于小燒杯中混合均勻后，加入到書紙漿中。10分鐘后，量取80ml的30％的過氧化氫溶液，分成四次加入，每次加入20ml，每隔15分鐘加入一次。加完所有過氧化氫溶液后，70℃保溫20分鐘，保溫完成后即可出料。
出料用300目尼龍過濾袋接收產(chǎn)物，用去離子水洗滌濾渣至中性。洗滌至中性后，適度向尼龍袋施壓，使水分進(jìn)一步脫除。將仍帶水分書紙?jiān)尤氲街仆铏C(jī)中，制備直徑為10mm濕潤書紙球。用鐵盤裝好書紙球，鋪開，放入到80℃烘箱當(dāng)中烘干12小時(shí)，即可得脫墨干燥書紙。
分別用量筒量取50ml質(zhì)量濃度為98％的濃硫酸、50ml的去離子水，配成硫酸溶液。加入到250ml燒瓶中，放入恒溫水浴鍋中進(jìn)行45℃水浴，電動(dòng)攪拌速度為70rpm。待硫酸溶液的溫度達(dá)到45℃后，加入6g的脫墨干燥書紙，進(jìn)行酸水解。加入脫墨干燥書紙10分鐘后，量取4ml的98％濃硫酸，逐滴滴入反應(yīng)燒瓶。滴完后，再45℃下反應(yīng)60分鐘。60分鐘后加入200ml的冰水混合物，即可出料，得酸水解產(chǎn)物。
將水解產(chǎn)物裝入6支50ml離心管，放入高速離心機(jī)中進(jìn)行高速離心洗滌，參數(shù)選擇為：相對(duì)離心力10400g，3min。離心完畢后，產(chǎn)物分層，呈沉淀和清液，將離心管上清液棄去，重新加入去離子水至充滿離心管，劇烈搖晃離心管并配合超聲清洗機(jī)對(duì)沉淀進(jìn)行重新分散。(超聲清洗機(jī)選用參數(shù)為200W，1min，溫度25℃以下)。對(duì)上述洗滌后重新分散的懸濁液進(jìn)行離心洗滌和超聲分散，操作方法和參數(shù)選擇同第4步。在第三次離心后，出現(xiàn)霧狀不沉淀液體，將其收集，此產(chǎn)物為納米晶纖維素水分散液。
采用本發(fā)明所述的方法對(duì)制備得到的納米晶纖維素進(jìn)行性能和產(chǎn)率測(cè)定，結(jié)果如表1所示，表1為本發(fā)明實(shí)施例制備的納米晶纖維素的性能和產(chǎn)率測(cè)定結(jié)果。
表1為本發(fā)明實(shí)施例制備的納米晶纖維素的性能和產(chǎn)率測(cè)定結(jié)果
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。