纳米纤维素的制备及应用
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作者:李乐祺
摘 要：纳米纤维素的制备是人工纤维素的一种制备方式，由于纳米纤维素的分子量较小，在应用过程当中能够与其它的物质进行有效的合成，具有一定的应用优势和发展前景。本文重点分析了纳米纤维素的制备及其应用，为纳米纤维素的制备和应用提供了有效的支持和经验参考。
关键词：纳米纤维素;制备;应用
纳米纤维素与天然纤维素有一定的区别，纳米纤维素是需要一定的工业方法进行加工之后才能够产生的。纳米纤维素由于具有较强的应用前景和應用空间，在制备过程当中需要根据具体用途采取不同的制备方法。制备完成之后，纳米纤维素在造纸、建筑汽车、食品、化妆品等多个行业都能够得到有效的应用。因此，掌握正确的纳米纤维素制备方法，对于做好纳米纤维素的应用具有重要作用。为此，我们应当对纳米纤维素的制备方法进行深入研究，掌握纳米纤维素的制备方法特点。
一、纳米纤维素的制备方法
（一）机械制备方法
1.高压均质法
在机械制备方法中，高压均制法主要是指对原材料进行高压机械处理，在处理中所采取的压力恒定。通过压力释放的方式，能够将物料粉碎，有效的缩小物料的尺寸。在对物料进行粉碎之后，能够使物料中细胞壁破坏，进而将细胞壁内部的成分压榨出来。对这一成分进行烘干之后，可用来制造纤维片。通过高压均质法的压榨，能够实现纳米纤维素的加工，利用这种方法加工出的纳米纤维素，其尺寸在100纳米左右。
2.化学机械法
在高压均制法应用过程当中，容易发生机器堵塞的现象，对于生产过程的持续运行十分不利。在这一过程中，我们可以应用化学机械法的方式生产制备纳米纤维素。化学制备法主要是利用化学试剂的方式对原材料进行浸泡，通过氧化的方式将化学试剂进入到原材料中，浸泡时间达标之后，利用机械压榨的方法生产出纤维片，对纤维片进行干燥和加工处理能够得到所需的纤维素。
（二）化学法制备
1.酸水解法
在制备中，酸水解法是一种有效的纳米纤维素制备方法。在实际应用中，制备工艺相对成熟，工业化生产规模较大，在制备当中能够满足纳米纤维素的质量要求，能够根据实际的纤维素尺寸生产出相对应的纳米纤维素。在酸水解法应用中所产生的纤维素在尺寸上相对较大，纳米的长度量级一般都超过了100纳米，在直径上多数在7纳米左右，酸水解法在应用中情况较为特殊，需要专门的酸溶液和专业的反应设备进行制备[1]。
2.酶解法
在化学制备中，酶解法是另外一种制备方法。在酶解法利用过程中，主要是采取催化酶的方式对原材料进行催化，催化之后产生了纤维素。经过结晶之后，产生纤维素晶体，达到纤维素制备的目的。在酶解法应用中所使用的设备必须是专业设备，在制备过程中，温度条件和工艺条件要求不高，整个制备过程对纤维素等特性要求较高，需要使用的化学酶能够达到反应要求，并且在反应中能够符合纤维素的制备特点。
（三）生物制备法
生物制备法是一种耗能低污染小的纤维素制备方法，在应用过程当中主要是通过微生物发酵反应的方式产生纤维素。这种方式产生的纤维素也被称为细菌纤维素，细菌纤维素在物理和化学特性上与天然纤维的差距最小，在实际应用当中比其他的化学方法制备的纤维素成本更低，纤维素质量更高，能够通过多种微生物的方式提高纤维素的制备效果。在实际的制备过程当中，能够满足纤维素的质量要求，这种制备方法在应用中，解决了纤维素制备中成本高和需要专业设备的问题。
二、纳米纤维素的应用
（一）高性能增强复合材料
由于纳米纤维素强度较高并且具有较强的韧性，在高性能增强复合材料中得到了有效的应用。采取纳米纤维素生产的高性能增强复合材料，无论是在整体强度还是在抗拉伸性能上都比其他的材料具备优势[2]。基于这一特点，纳米纤维素在近些年已经成为了高性能增强复合材料的重要基础元素，在实际应用当中利用纳米纤维素生产的高性能增强复合材料得到了有效的应用。
（二）电子工业
在电子工业中，纳米纤维素也有着良好的应用。电子工业中对显示器的要求较高，在显示器的制作中对显示器材料有着较高的要求，既需要显示器在显示效果上达标，同时也需要显示器在抗拉性和抗疲劳程度上达标。纳米纤维素由于具有抗拉性强、韧性高的特点，在实际应用中成为了电子工业中显示器的重要原材料。随着纳米纤维素应用研究的不断深入，目前在电子工业中，依托纳米纤维素生产的高解析度的动态显示器已经得到了有效的应用，并取得了积极的应用效果。
（三）医药工业
在医药工业中，纳米纤维素有着广泛的应用前景。由于纳米纤维素的单个晶体能够具有较强的吸附力，在实际应用过程当中可以成为片剂的组成成分，可以利用它将其他的药物成分吸附在一起，防止药物因不能有效地凝结而发生分散。目前在医药工业中，纳米纤维素主要用在了咀嚼药片、糖衣片和药物的外表面。通过纳米纤维素的应用，形成对药物元素的凝结。
三、结论
在纳米纤维素的生产和制备中，有多种制备方法，每一种制备方法都具有不同的特点。在纳米纤维素的制备中，我们应当合理选择制备方法，满足纳米纤维素的制备需要。同时，我们还要了解纳米纤维素的特点，找准纳米纤维素的应用领域，推动纳米纤维素的发展，使纳米纤维素的应用能够取得积极效果。
参考文献：
[1]蒋玲玲，陈小泉.纤维素酶解天然棉纤维制备纳米纤维素晶体及其表征[J].化学工程与装备，2008（10）：34-35.
[2]宋晓磊，姚春丽，王乐，张爽，王子介.纳米微晶纤维素的制备及在造纸中的应用研究[J].造纸科学与技术，2011（03）：46-47.
作者简介：李乐祺（1996-），河南开封人，本科，研究方向：纺织工程。
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