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纤维素纤维范文1
为粘胶“改名”
对于纺织人而言，“粘胶”已经是和棉麻丝毛等天然纤维并驾齐驱的常规纤维原料， “粘胶”这个称呼似乎也成为了一个“行话”。说到粘胶，从上游到下游几乎无人不知，然而说到“纤维素纤维”却很尴尬。潘伟业对此非常无奈，但正是这样的一种现状，更激发了赛得利集团为纤维素纤维“正名”的动力。
潘伟业告诉记者：“纤维素纤维的英文为VISCOSE，它在引入中国时，翻译为粘胶纤维。其实VISCOSE只是生产过程中一个环节纤维溶液状态的描述。粘胶纤维这个名字既不准确也不能很好的体现该纤维的特性，而且还会产生负面影响。”据悉，2015年赛得利将VISCOSE的中文名称更改为纤维素纤维。对此，中国化学纤维工业协会也表示支持，认为纤维素纤维的名字更能表现纤维源自天然，绿色环保的特性。
去过赛得利在纱线展展台的人都会对其展台上突出的高耸树木印象深刻，而这正是纤维素纤维的原料。纤维素纤维的外形和手感接近棉花，具有柔软、透气、吸湿等特性，由于比表面积非常大，染色效果出色，颜色饱满，光泽好，可通过针织或机织加工成适用于内衣、婴儿服装、短裙、衬衫、连衣裙等服装面料，穿着柔软、舒适；同时也是高端床单、毛巾、桌布、餐巾、家具罩、窗帘等家纺用品的好选择；还是婴儿湿巾、美容面膜、医用敷料和其他一次性卫生产品的可靠基础材料。潘伟业告诉记者：“由于原料来自天然木材，纤维素纤维百分之百可生物降解。”
与棉花的“较量”
纤维素纤维柔软、吸湿、源自天然的属性使得其成为了可以与棉花媲美的“化学纤维” ，也是纺织行业经常拿来替代棉花的纤维，尽管随着棉花资源的紧缺，“超仿棉”等聚酯纤维不断进行改性以求贴近“棉花”的特性，但纤维素纤维的行业地位一直非常稳固。
而且，潘伟业告诉记者，纤维素纤维不仅仅是可以媲美棉花那么简单，在某种程度上甚至优于棉花。“与棉花相比，纤维素纤维至少有两大优势。”潘伟业说道，“首先是原料的可持续性：棉花的种植受土地限制，需要消耗大量的水，而纤维素纤维的溶解浆来自管理规范的速生桉树种植林，天然可再生、原料稳定，可以很好地替代棉花，为人们提供一种新选择；其次是纤维品质：纤维的可纺性很大程度上取决于纤维的长度，而棉纤维的长度因水肥、品种、气候等的不同而长短不一，纤维素纤维由溶解浆拉丝后，可以切得很均匀，可以保证38mm，这就为客户产品工艺和品质稳定打下了坚实基础。”
潘伟业介绍，赛得利目前在中国共有三个纤S生产基地和一个纱线生产基地，分别是：赛得利（福建）纤维有限公司、赛得利（九江）纤维有限公司、赛得利（江西）化纤有限公司以及林茨（南京）粘胶丝线有限公司。其中林茨（南京）粘胶丝线有限公司是赛得利于2016年5月收购的下游产业。该公司拥有2520头气流纺和384锭涡流纺纱，2017年3月又另外添置了7200锭紧密赛络纺，生产的高品质纤维素纤维纱畅销世界各地。
潘伟业告诉记者，收购林茨（南京）粘胶丝线有限公司是集团公司从更好的服务客户以及提升产品质量的角度出发进行的决策。通过介入下游产业，赛得利可以更好的进行纤维生产，生产出更高品质的纤维素纤维。“高品质的纤维素纤维以及高端应用市场一直以来都是我们赛得利的定位和追求。”潘伟业说道。
从原料开始 全方面保障“高品质”
赛得利坚持高品质的定位并非“狂妄之言”，其从原料到生产都在行业内独树一帜，尤其是海外全资的种植林更是为其从原料就打下了坚实的基础。潘伟业告诉记者：赛得利使用的木材是一种在印度尼西亚、巴西等阳光、雨水充足的热带地区种植的树种――桉树，这也是赛得利的一项独家业务。桉树长得很快，种植6年即可采伐。纤维素纤维的生产过程，就是把桉树制成的木片在当地加工成溶解浆，然后运输至中国境内的赛得利公司，通过相应生产设备拉丝、洗涤、烘干等，最后生产出纤维素纤维。
潘伟业告诉记者：作为赛得利这样一家将可持续发展作为重要理念的公司来说，对于原料，赛得利不使用由天然树木、古老或濒危树种加工的溶解浆，不从具有高保护价值或高碳储量的森林，或濒危物种栖息地采购溶解浆。在巴西、印尼的桉树种植园，赛得利配有专门的苗圃和研究中心，既可保证稳定、可持续的供应，又能在原区域重新种植、快速恢复。
“赛得利巴伊亚特种纤维素厂临近种植园和深水港口，是世界上最现代化的工厂之一，年产优质溶解木浆 48.5 万吨，占全球供应量的10%以上。桉树有几百种品种，赛得利根据不同的桉树品种开发出了不同的溶解浆，可应用于众多不同的领域，而且每6年就可以进行优化。”潘伟业说道。由于掌控原料，并且可自主优化改良，赛得利拥有独特强劲的竞争优势。
纤维素纤维范文2
THRIVE，复合原料针对的是低负荷应用，如办公家具、消费类设备、厨房用具和家庭用品，除了汽车零部件。据该公司称，与短玻璃纤维、剑麻、大麻和洋麻等天然纤维制成的复合材料相比，这种新材料具有几个优点。
注射成型周期的时间比短玻璃复合材料短的时间已经上升到百分之四十，自从新材料需要较短的包装，保持和冷却时间。质量也减少了，因为纤维素纤维密稠度低百分之四十。制成零件轻了百分之八。短玻璃复合材料非常的粗糙以及在工艺设备上难，因此纤维素纤维复合材料可以减少和磨损。复合材料的机械性能相似点包括拉伸强度和弯曲强度。
几种不同的复合材料已经用天然纤维制作了，包括在生物复合瓷砖中用椰纤维代替传统的陶瓷纤维。天然纤维提高复合材料的强度和刚度，并且减少他们的重量。与工程材料例如THRIVE相比，复合材料用天然纤维制成一批到另一批质量不一。他们也不容易吸收染料。与此相反，新材料比较容易吸收染料并且演示了批次之间的一贯的运行特性。
“THRIVE产品提供极好的流动性和薄层填充，给供应商提供相当大的设计灵活性，”Don Atkinson在新闻稿中说到，他是Weyerhaeuser的副总裁，负责纤维素纤维的市场和新产品。他继续说到：另外，THRIVE复合材料用特有的过程生产，可以允许在聚合物基体内控制分散的纤维素纤维。顾及到有一个光滑的表面，为复合塑料中自然纤维的使用开辟了新的机会。相反地，如果供应商倾向纤维可见性，他们也有这个选择权。
纤维素纤维范文3
为了得到准确可靠的试验结果，对选取的浅色布料、深色布料、牛仔布、丝光棉等不同类型样品的含量分别采用甲酸／氯化锌(70±2)℃法，改进后的甲酸／氯化锌(70±2)℃法和物理法进行研究。研究结果表明：用甲酸／氯化锌法的试验结果不稳定，需要根据面料的类型进行适当的改进；物理法的试验结果与设计值一致，而且不受布料类型的限制。
关键词：棉；再生纤维素纤维；混纺产品；物理定量法
纤维种类及其含量是混纺纱线生产的重要参数，对织造成本，织物风格及织物后加工工艺都有影响。在贸易和使用过程中，纤维含量是不可缺少的重要性能指标，同时也是消费者购买纺织品时的关注点。正确标注纺织品纤维含量对保护消费者的利益，维护生产者的合法权益，保障纺织品质量安全，提高正当竞争促销手段有着重要的意义。
一直以来，棉与再生纤维素纤维混纺产品的定量方法和试验条件都备受检测人员的关注。目前检测中主要使用的化学方法是GB／T 2910.6―2009《甲酸／氯化锌法》中的甲酸／氯化锌法，但检测人员发现这种方法的试验结果会差异较大，因此对这种方法做了改进，即对深色的布料，先用碱性次氯酸钠进行褪色处理，再按照甲酸／氯化锌法的要求进行测试；而对于棉与Lyocell的混纺产品，适当地延长溶解时间，使结果准确可靠。此外，FZ／T01101―2009《纺织品纤维含量的测定物理法》中的物理法也是检测中常用的方法。本试验通过对甲酸／氯化锌法和物理法进行研究分析，以比较检测结果的准确性。
1 试验
1.1试验样品
浅色布料，深色布料，牛仔布，丝光棉布料。每个试样为1g。
1.2试验仪器与工具
CU纤维细度分析仪，哈氏切片，载玻片，盖玻片，剪刀，镊子，丝绒布，烘箱，天平，振荡水浴锅等。
1.3试剂的配制
a)甲酸／氯化锌溶液：20g无水氯化锌和68g无水甲酸加水至100g；
b)稀氨溶液：取氨水20mL(密度为0.880g／mL)用水稀释至1L；
1.4试验方法与步骤
1.4.1甲酸／氯化锌法
GB／T 2910.6―2009中的甲酸／氯化锌法有两种试验过程，一种是试样在(40+2)℃下保温2.5h，第二种是在(70+2)℃下保温(20±1)min。有研究表明，采用(70±2)℃保温所测得的数据可信度更好，故本试验将样品在(70±2)℃下保温(20±1)min；然后用已知重量的玻璃砂芯坩埚过滤，将不溶纤维留在烧瓶中，用70℃的甲酸／氯化锌试液10mL洗涤，让不溶纤维浸没于稀氨溶液中10min；真空抽吸排液，用冷水洗涤数次；最后，用水把不溶纤维全部移入玻璃砂芯坩埚中，真空抽吸排液，把玻璃砂芯坩埚及纤维烘干，冷却，称重并根据标准计算结果。
1.4.2物理法
若样品为机织物，裁出5cm×5cm的试样，拆出经，纬纱，放在索氏提取器中用石油醚萃取1h，每小时循环6～8次，待试样中的石油醚挥发后，用冷水浸泡1h，再在(65±5)℃的水中浸泡1h并不时搅拌，水与试样之比为100:1。处理后的试样放在(105±5)℃的烘箱中烘干，分别称重和试验：若样品为纱线，用上述方法预处理后直接烘干。烘干后的试样用哈氏切片器切取约0.4mm长的纤维片段全部放置在载玻片上，不得丢失，滴入适量液体石蜡或甘油，用镊子搅拌，使之均匀分布在介质内，然后盖上盖玻片，注意应先去除多余的介质混合物，保证覆上盖玻片后不会有介质从中挤出，以免纤维流失。每个试样所测的纤维根数不少于1500根。
将待测的试样放在投影仪的载物台上，盖玻片面对显微镜，调整到纤维图像清晰，载物台从盖玻片的一边水平方向及垂直方向以0.5mm间隔移动，直到盖玻片的另一边，观察进入屏幕的种类纤维，按GB／T 10685―2007测量种类纤维直径，棉直径至少测量300根，再生纤维素纤维直径至少测量300根，并分别记录各类纤维的根数。每个片子共数1500根以上纤维。其结果按照FZ／T 01101―2009《纺织品纤维含量的测定物理法》中的显微镜法计算。
2 结果及分析
分别采用甲酸／氯化锌法和物理法对同一浅色样品进行试验，由于Lyocell纤维的生产工艺，结构与性能不同，按照标准要求的试验条件对其进行定量分析时常会出现以下情况：一是Lyocell纤维能够完全溶解，剩余物数据稳定；二是Lyocell纤维溶解不充分，剩余纤维呈冻胶状，过滤困难，检验结果有较大的偏差。有研究表明，棉与Lyocell纤维的溶解时间为30min最为理想，故本试验采用保温(30±1)min。试验结果如表1所示。
表1表明，两种不同方法所得出的结果没有显著性的差异，而物理法所得到的结果更接近于设计值。因此，用物理法来检测棉与再生纤维素纤维的含量是可行的。以上只是用两种方法对普通样品的试验，本文还设计将这两种方法应用于颜色比较深的布料、含杂质较多且颜色较深的牛仔布和丝光棉布料，对比其结果，见表2、表3。
表2表明，深色布料直接用甲酸／氯化锌法在高温下(70±2)℃所测得的结果与设计值相差比较远，而褪色后再用上述方法所测得的结果在允许误差范围之内，物理法的结果最接近设计值。这是因为有些布料受到染料的影响，使试剂无法与纤维充分接触，溶解不充分，剩余纤维呈冻胶状，过滤困难，检验结果有较大的偏差，棉的含量一般偏大，如45棉／55Lyocell：而有些布料的染料在溶解过程中也随之溶解，造成棉的含量偏小，如60棉，40Modal。
表3表明，牛仔布、丝光棉用化学方法和物理法所测得的结果相差甚远，物理法的结果接近设计值。分析其原因为牛仔布本身含有的染料、杂质较多，这些物质在溶解过程中也会溶解，造成再生纤维素纤维的结果偏大；丝光棉由于丝光和高温的缘故，棉纤维在溶解时损失过大，导致结果与设计值相差甚远。
3 结论
由以上试验数据可知，用物理法测得的棉与新型再生纤维素纤维混纺产品的纤维含量误差较小，结果准确可靠。此外，物理法与甲酸／氯化锌法相比还有以下优点
(1)不受试剂、温度、时间等的影响：
(2)不受布料类型而影响测试结果：
(3)不必进行复杂的样品前预处理；
(4)减少了化学试剂的用量，降低了对环境的污染，
纤维素纤维范文4
关键词：二苯甲酰基纤维素酯；制备；表征
中图分类号：0 636．1
文献标识码：A
文章编号：0367-6358(2007)12-728-03
作者简介：金振国(1962－)，男，陕西渭南人，副教授，主要研究方向为有机合成和天然有机化学。
纤维素是最易得的天然活性高分子。且易修饰或衍生化。文献报道，微晶纤维索中的三个羟基完全被苯甲酰氯酯化，将其酯化后所得到的微晶纤维素的衍生物涂缚于硅胶或将其直接制成微珠作为色谱分离的固定相，在手性化合物对映异构体的分离方面得到了广泛的应用。这些固定相的缺点是对流动相的适应范围较窄，涂缚层易于被一些流动相所洗脱或力学强度中，柱压大，难以适应较大范围的手性化合物的色谱分离。为了使具有手性分离功能的苯甲酰基化纤维素酯能够以共价键合的方式固定在多孔硅胶上，我们设计合成了部分苯甲酰基化，的纤维素酯(二苯甲酰基纤维素酯)，使纤维素葡萄糖残基上的三个羟基部分发生酯化，留出一个羟基用于与硅胶之间的键连。为了这个目的，我们设计方案实施对微晶纤维素的部分苯甲基化。实验得到了良好的结果，这个方法具有反应物(苯甲酰氯)、反应溶剂(毗啶)用量少，反应时间短效率高，后处理简单等特点。本实验对所得到的二苯甲酰基纤维素酯通过红外光谱、核磁共振谱、元素分析、扫描电子显微分析和热重分析等进行了表征。本文对二苯甲酰基纤维紊酯的合成方法及表征进行报道。
1 实验部分
1.1仪器和试剂
仪器：傅里叶变换红外光谱仪Equinx 55(德国Brucher公司)、扫描电子显微镜JSM-5800(日本电子株式会杜)、元素分析仪Vairo EL IⅡ(德国元素分析系统公司)、超导傅里叶数字化核磁共振仪Avan CF300 MHz(瑞士Bruker公司)、热分析仪SDT Q600V8．OBuild95(美国TA公司)、超声波清洗器JL-180DTH(上海天普分析仪器有限公司)、行星式球磨机QM-1SP4(南京大学仪器厂)。
试剂：微晶纤维素(上海试剂四厂)，吡啶、苯甲酰氯、乙醚等均为分析纯(天津化学试剂六厂)。
1.2二苯甲酰基纤维索酯的制备
用400℃下干燥4 h的分子筛干燥吡啶3 h，期间多次振荡。在35℃下真空干燥微晶纤维索10 h。将100．0 g干燥微晶纤维素溶于400.0 mL吡啶中溶胀10 h，电动搅拌器高速搅拌下滴加250．0 mL苯甲酰氯，微晶纤维素吡啶溶液(悬浮液)颜色加深变稠至固体，在40℃下继续超声反应2 h。反应结束后取出产物用乙醚洗涤，再将其捣碎用无水甲醇浸泡过夜后洗涤至无氯离子(饱和硝酸银乙醇溶液检验)。产物在70℃下烘干8 h，最后用球磨机粉碎lh，并经200目过筛得白色粉末状产物241.0 g。
1.3二苯甲酰基纤维素酯的表征
1.3.1用傅里叶变换红外光谱法对产物和微晶纤维素分别进行红外光谱分析测定，在m光谱仪上记录。结果见图1。
1.3.2 以CDCb作溶剂用超导傅里叶数字化核磁共振法对产物作。HNMR分析结果见图2。
1.3.3元素分析法
测定所得标题物中碳、氢元素的含量，结果见表1。
1.3.4用扫描电子显微镜
1.3.5在升温速率为20℃／min。扫描温度范围50－550℃下进行热分析．得产物二苯甲酰基纤维素醇的热重分析曲线见图4。
2 结果讨论
2.1微晶纤维素在干燥吡啶中与苯甲酰氯发生反应时，由于空间阻碍的影响，它的每一个葡萄糖残基中，三个羟基完全被酯化较为困难。因而实际中常常通过加入大量溶剂(毗啶)和超过化学计量值较多的反应物(苯甲酰氯)使其酯化。我们采用苯甲酰氯与微晶纤维索的物质量之比为1:3．5，溶剂(吡啶)量为4.0 mL／g(傲晶纤维素)，在高速搅拌下反应后，40℃下超声反应2 h缩短了反应时间，减少了溶剂量，反应条件温和后处理简单。
2.2图1为微晶纤维素和二苯甲酰基纤维素酯的红外光谱图。从图la看出微晶纤维素在3348．15cm处有一OH较强的吸收峰；从图lb可见所得产物二苯甲酰基纤维素酯在34．34．72 cm处虽有一OH吸收峰，但已明显减弱；在1730．72cm处出现的较强吸收峰是苯甲酰基中－c=o伸缩振动吸收蜂，在3066．28 cm-1处有中等强度的苯环上=c―H的伸缩振动吸收峰，1598．31 cm和1458．68 cm有苯环的骨架结构吸收峰，1267．5l cm有酯基c―O吸收峰。而傲晶纤维素没有。产物的核磁共振分析结果图2显示，化学位移6=6．9－7．9有苯环上氢原子蜂。可见产物中已引入了碳氧双键和苯环(即苯甲酰基)，说明微晶纤维索中的羟基已部分酯化。表l为产物二苯甲酰基纤维素醑的元素分析结果和理论上微晶纤维素的每一个葡萄糖残基中两个羟基被酯化产物(Hmq)．的碳氢元素含量。从表l可以看出。所得产物的元素含量与理论值基本一致。说明所得产物纤维索葡萄糖残基中羟基的取代度为2，故产物为二苯甲基纤维素酯。该衍生物中未被酯化的羟基，将可以与硅胶进行键合。
2.3图3显示扫描电子显微分析结果。从图3可见，产物粒径范围约在5tan左右。与文献报道的用于高效液相色谱手性填料。粒径范围在5－10 pm时柱效最佳相符合。由热重分析结果圈4可见。所得产物在300℃以前其质量基本不随温度变化而变化，说明所得产物的结构和微粒大小比较均匀一致，具有较好的稳定性。
纤维素纤维范文5
1纳米纤维素制备方法
1.1机械法制备MFC
天然纤维素经高压机械处理，得到一种新型高度润胀的胶体状纳米纤维素，一般称之为微纤化纤维素(MFC)。MFC是由一些长的线状微细纤维组成的无规则网状物，保留了微细纤维的外形，其纤维直径为10～50nm，长度为直径的10～20倍［6］。通过机械法制备MFC，无需化学试剂，对环境影响小。但采用这种方法制备的MFC粒径分布宽，且制备设备特殊，能量消耗高，因此该方法目前应用较少。高压均质法和化学机械法都属于机械制备法。
1.1.1高压均质法
高压均质法是将纤维素分解成纳米纤维素的一种常用的机械制备方法。在高压均质过程中，压力能的释放和高速运动使物料粉碎，从而减小物料的尺寸。20世纪80年代早期，Turbak等［7］以4%左右的预水解木浆为原料，制备出了MFC。文献［8］表明，Duf-resne等通过高压均质化作用对纯化后的甜菜纤维进行处理，使其细胞壁发生破坏，从而制备出MFC，MFC经干燥后可用于制备高强度纤维片。Zimmer-mann等［9］采用不同的原材料，通过机械分散和高压均质过程，制备出了最大长度及直径小于100nm的MFC。分析表明，微米尺寸的纤维素易团聚，网状结构的匀度较差。图2竹浆微纤化纤维素的扫描电镜照片
1.1.2化学机械法
高压均质法易出现均质机堵塞等问题，从而无法实现制备过程连续化。为解决上述问题，出现了一系列改进方法，即化学机械法。化学机械法是先用化学降解方法对纤维进行适当的氧化降解预处理，再用高压均质机进行均质化处理的制备方法。采用化学机械法，可以从木材、麦草和大豆中制备出MFC。ShreeP.Mishra等［10］以漂白阔叶木硫酸盐浆为原料，先用TEMPO-NaBr-NaOCl系统进行氧化，然后进行机械处理(即用普通搅拌机搅拌)，成功制备出结晶度较高的MFC。Alemdar等人［11］通过对麦草进行化学预处理，然后用机械法制备出了直径为10～80nm、长度为几千纳米的MFC。Wang等人［12］也采用该方法成功地从大豆中制备出直径为20～120nm、长度比麦草制备的MFC稍短的MFC。具体制备流程见图1。图1大豆制备MFC流程张俊华等［13］以漂白硫酸盐竹浆为原料，经过PFI打浆、化学预处理以及后续的高压均质化处理，制备出直径在0.1～1.0nm的纳米级MFC产品，如图2所示。
1.2化学法制备NCC
天然纤维素经酸水解或酶解后，得到NCC。NCC是一种直径为1～100nm、长度为几十到几百纳米的刚性棒状纤维素，一般具有天然纤维素Ⅰ的晶型，可在水中形成稳定的悬浮液［8］。化学法制备NCC的同时，还可对其表面进行改性，从而赋予纳米微晶纤维素新的功能和特性。因此化学法是国内外重点研究的NCC制备方法，研究者目前对NCC的制备、结构、性能及应用已有了比较深入的了解。
1.2.1酸水解法
酸水解法制备NCC会产生大量的废酸和杂质，对反应设备要求高，且反应后残留物较难回收，但制备工艺比较成熟，已实现工业化生产。NCC的尺寸、大小和形状在一定程度上由纤维素原料决定［14-15］。不同物种纤维素的结晶度、微原纤的尺寸差异较大。表1为不同纤维材料制备的NCC尺寸范围。从表1可以看出，采用针叶木、棉花和麻类这些植物原料制备的NCC尺寸相对较小，而采用被囊动物、细菌和海藻制备的NCC尺寸较大［8］。1947年，Nickerson等人［16］最早用盐酸和硫酸水解木材制备出纳米纤维素胶体悬浮液。1952年，Ranby［17］通过酸水解方法制备出了长度大约为50～60nm、宽度大约为5～10nm的纳米纤维素晶体。1997年，Gray等人［18］采用硫酸水解棉花、木浆等原料，制备出了不同特性的纳米纤维素，并研究了其自组装特性和纤维素液晶的合成条件。2006年，Bond-eson等人［19］优化了硫酸水解挪威云杉制备NCC的条件，找到了快速高得率制备纳米纤维素胶体的方法。棉纤维具有高结晶度、来源丰富和成本低廉等优点，成为制备NCC的优良原料。Dong等人［20］以棉滤纸为原料通过酸水解制备出了NCC，并研究了水解条件、制备方法和纤维悬浮液有序向列行为。Hasan-Sadeghifar等［21］以棉纤维为原料，通过HBr水解制备出了NCC，其制备的NCC直径为7～8nm、长度为100～200nm，具有较高的横向结晶度，如图3所示。丁恩勇等人［22］以棉纤维为原料，采用超声波分散和强酸水解的方法制备出尺寸在5～100nm、外形呈球状或椭球状的NCC，其颗粒外层的全部或局部具有纤维素Ⅱ的晶型，颗粒内部具有纤维素Ⅰ的晶型。Zhong-YanQin等人［23］以棉浆为原料，在TEMPO-NaBr-NaOCl系统氧化时采用超声波处理，制备出直径为5～10nm、长度为100～400nm的NCC。该方法制备的NCC结晶度高，得率稳定。微晶纤维素(MCC)与其他纤维素相比省去了漂白脱木素过程。MCC本身具有较高的结晶度和较小的粒度，为进一步快速高效制备NCC提供了条件。目前，国内外研究人员大多采用MCC作为制备NCC的原料。文献［8］表明，Marchessault等人采用硫酸水解MCC，不仅分离出NCC，而且还发现制备的NCC表面带负电荷，因此NCC由于静电排斥力的作用而形成一个稳定的纤维素悬浮液体系。Bai等人［24］对MCC进行酸水解得到NCC后，采用差速离心的方法将制备的悬浮液进行分级，从而得到满足不同需求、分布较窄的NCC。唐丽荣等人［25］以MCC为原料，以阳离子交换树脂为催化剂，通过硫酸水解制备的NCC直径为2～24nm。长度较普通酸水解制备的图4细菌NCC的透射电镜照片NCC的更长，呈丝状，且相互交织形成网状结构。除了以上用得较多的原材料，被囊动物、细菌纤维及麻类等由于具有较大的长径比，也成为制备NCC的原料。1952年，Ranby等人［17］研究了被囊动物和细菌纤维的物理化学性质。文献［8，25-26］表明，Terech等人通过硫酸水解被囊动物制备出宽为10～20nm，长为100nm至几微米的纤维素晶须;Grunert等人通过硫酸水解细菌纤维素制备出棒状的NCC，图4为Grunert所制备的细菌NCC的透射电镜照片［8，25-26］。许家瑞等人［27］以剑麻纤维为原料，采用氯气氧化降解法制备出平均直径为10～20nm，形状为球状的NCC水溶胶产品。WeiLi等人［28］以漂白针叶木硫酸盐浆为原料，结合酸水解和超声波处理，制备出直径为10～20nm、平均长度为96nm的NCC。Le-androLuduena和MaryamRahimi等人［29-30］分别以米糖和麦草为原料，采用HCl、NaOH预处理，之后用浓硫酸水解制备出NCC。
1.2.2酶解法
酶解法制备工艺条件温和，专一性强，且所用的试剂酶与纤维素酶均为可再生资源，因此其对社会可持续发展具有重要意义，预测酶解法将成为未来研究的热点。酶解即利用纤维素酶选择性酶解无定型纤维素，剩余部分即为纤维素晶体。在这一过程中，可能会发生表面腐蚀、剥皮以及细纤维化和切断作用［31］，从而使纤维素分子聚合度下降。目前，酶解研究采用较多的原料是木质纤维素、多种细菌纤维素和MCC。NorikoHayashi等人［32］用纤维素酶酶解海洋生物刚毛藻类MCC，得到了具有纳米尺度的纤维素。蒋玲玲等人［33］利用纤维素酶(绿色木霉，TrichodermaVrideG)水解天然棉纤维，制备出纳米纤维素晶体，该纤维素晶体粒径范围为2.5～10.0nm，大多呈球状。
1.3生物法制备NCC
生物法制备NCC的最大优点是低能耗、无污染，因此国内外都竞相发展这一技术。通过微生物合成法制备的纤维素通常被称为细菌纤维素。细菌纤维素的物理和化学性质与天然纤维素相近。生物法制备NCC时可调控NCC的结构、晶型和粒径分布等，因此容易实现工业化和商业化。但是细菌纤维素制备过程复杂、耗时长、成本高、价格贵、得率低［8，26］。文献［34］表明，1986年Brown等人发现木醋杆菌(Acetobacterxylinum)可生产细菌纤维素，此后人们对细菌纤维素的研究越来越深入。除木醋杆菌可以生产细菌纤维素外，根瘤农干菌(Agabaoteriumtumefa-ciens)、假单细胞杆菌属(Pseudomonas)、固氮菌属(Azotobacter)、根瘤菌(Rhizobium)等某些特定的细菌也能产生细菌纤维素，其中对木醋杆菌的研究比较深入［8，34-35］。采用不同的培养方法，如静态培养和动态培养，利用木醋杆菌处理可得到不同等级结构的纤维素。通过调节培养条件，也可得到化学性质有差异的细菌纤维素。此外，也可采用不同葡萄糖衍生物碳源生产纤维素，如Rainer［36］以阿拉伯糖醇和甘露糖醇为碳源生产纤维素，产生的纤维素量分别是以葡萄糖为碳源的6.2倍和3.8倍。为降低生产成本及减轻环境污染，薛璐等人［37］以大豆乳清代替蒸馏水作为培养液基质，提高了细菌纤维素的产量，降低了生产成本。
2纳米纤维素的应用
近年来，研究人员对纳米技术与纳米材料在制浆造纸领域中的应用表现出了极大兴趣。李滨等人［38］介绍了纳米技术及纳米材料在浆料制备、纤维改性、湿部化学、纸张涂料、功能纸生产等领域的研究进展，并对其存在的问题和潜在应用做了探究。王进和唐艳军等人［39-40］分别研究了纳米SiO2和纳米CaCO3在彩色喷墨打印纸涂料和纸张涂料中的应用。由于纳米纤维素具有极大的比表面积和丰富的表面羟基，若将其加入到纸浆中，其与纸浆纤维能够紧密结合，从而提高纸浆纤维之间的结合力，因此纳米纤维素可作为制浆造纸过程中的增强剂、助留剂和助滤剂，具有很好的发展前景。张俊华等人［41］研究了MFC对纸张的增强效果，其将竹浆MFC、阳离子淀粉及竹浆MFC与阳离子淀粉复配物分别加入到纸浆中进行抄片。实验结果表明，将竹浆MFC加入到纸浆中可提高手抄片的物理性能，且MFC与阳离子淀粉协同使用时，其增强效果要明显好于单独使用竹浆MFC或阳离子淀粉时的增强效果。宋晓磊等人［42］研究了聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAE)/NCC二元湿强体系对纸张湿强度的影响，其采用先加入PAE、之后加入NCC的方法进行人工抄片。实验结果表明，当NCC用量为4%时，PAE/NCC二元体系对手抄片的干抗张强度增强效果最好，最大值为112.6N•m/g，比单独加入PAE时提高了35.5%。吴开丽等人［43］所做的实验结果表明，NCC对纸张的物理强度有一定的增强作用，且不同制备工艺条件制备的NCC对纸张的增强效果也不同;此外，其还分析了制备NCC时反应时间、反应温度及酸浆比对纸张增强的影响。
NCC的悬浮液在磁场或剪切力的作用下能发生定向，干燥成固体后这种定向仍然存在，因此NCC具有手性向列液晶相的特殊光学性能。定向NCC膜所反射的圆偏振光颜色随入射角度变化而变化。基于这种特殊光学性能，NCC可用于荧光变色颜料(如荧光变色油墨)的制造;NCC的光学特性使其不能通过印刷和影印等技术进行复制，可用于防伪纸、防伪标签和高级变色防伪油墨［43-44］。纳米纤维素除了用于制浆造纸，在其他领域也有应用。
(1)高性能增强复合材料
纳米纤维素与普通纤维素相比，在高杨氏模量及强度方面有数量级增加。桂红星等人［45］研究了NCC对天然乳胶的增强效果，当NCC用量为4%时，硫化胶膜的拉伸强度提高了69%;撕裂强度提高了210%。采用纳米纤维素作为工程塑料的增强填充剂，纳米纤维素含量高达70%时，增强产品具有普通工程塑料5倍的高强度，与硅晶相似的低热胀系数，同时保持高的透光率。利用这种特性可开发出柔性显示屏、精密光学器件和汽车或火车车窗等新产品［26］。此外还可用于建筑行业的增强，比如承重墙、楼梯、屋顶、地板等。
(2)电子工业
Shah等人［46］开展了采用纳米纤维素做高解析度动态显示器件的研究，使其有望作为电子书籍、电子报刊、动态墙纸等的新材料。Jonas等人［47］的研究提到索尼公司已经将纳米纤维素应用到耳机隔膜中，如图5所示。
(3)医药工业
纳米纤维素晶体能牢固地吸附药物及其他配料，所形成片剂不易吸湿，但可迅速崩解，因而被广泛用作赋形剂和崩解剂，制造嘴嚼药片、糖衣片和膜衣片等。此外，纳米纤维素还可用于人造皮肤、人工血管、神经缝合保护罩、动物伤口敷料及牙齿再生等。
(4)日用化工业
粉末纳米纤维素晶体可作为黏结剂，直接用于化妆品的压制，所得到的产品表观细腻、平滑、易于擦去。据报道，日本和美国已将纳米纤维素用于膜滤器(无菌装置、超滤装置等)、高强度纸杯、可循环使用婴儿尿裤、仿人造皮革、指甲油等化妆品基质［26，48］。
(5)食品工业
纳米纤维素在食品行业主要作为食品添加剂，如乳化和泡沫稳定剂、高温稳定剂、增稠剂、悬浮剂、面粉替代物、脂肪替代物、冷冻食品及饮料中的添加剂等［43］。
纤维素纤维范文6
现代营养学家从饮食保健的角度出发，提出了多多进食纤维素的建议，并称纤维素是“第七营养素”。这对于家庭生活水平较高、饮食过精及荤多的人来说是十分正确的，因为纤维素可以帮助消化吸收和排泄，还能预防肥胖和减少糖尿病、心血管疾病及结肠癌、乳腺癌的发生。但也不是说摄入纤维素越多就越好，尤其是对于在饮食习惯上进食蔬菜并不少的国人来说，更要警惕纤维素过多带给我们的危害。
高纤维食物大多是植物性食物，人体必需的蛋白质含量很低。即使含有蛋白质，也不是优质蛋白质，而且缺少包括赖氨酸在内的人体必需氨基酸，不利于人体的生长发育和智力发育。过多进食纤维素会影响人体对食物中的蛋白质、无机盐和某些微量元素的吸收。比如吃煮、炒的黄豆，人体对蛋白质的吸收消化率最多有50%；而把黄豆加工成豆腐后，吸收率马上升到90%。其道理在于加工后破坏了豆中的纤维成分。长期大量进食高纤维食物还会导致脂肪摄入量不足，微量元素缺乏，造成骨骼、心脏、血液等脏器系统功能的损害，降低人体免疫抗病的能力。
有学者认为，食物中含过多的粗纤维成分，特别是长期摄取这类食物，易发生胃癌、结肠癌。美国有专家曾撰文报道，在中国一些生活水平^低的农村地区，结肠癌的发病率较高，这可能与其长期摄入高纤维食物有密切关系。英国医学专家曾调查了46个国家和地区，发现食用高纤维食物的国家的女性，月经初潮的年龄大大推迟。专家认为，月经初潮与体内分泌的雌性激素量多少有关。而雌性激素实际上是一种类固醇化合物，它是由体内胆固醇转化而来的。调查资料还证明，长期大量食用高纤维食物，将推迟和影响青少年的发育，并使雌性激素分泌减少导致男性降低。
吃多少高纤维素食物才真正有利于人体健康呢？营养学家建议，一个健康的成年人，每天的纤维素摄入量以10～30克为宜（纯纤维素量），饮食以六分粗粮、四分精食为宜。但在一些生活水平不高的地区，应适当减少高纤维食物量，适度增加肉类或者是代用品豆类食物的摄入量，这样才有益于健康长寿。
