[发明专利]一种II型纳米晶体纤维素酯及其制备工艺及用途

说明书

本发明是一种II型纳米晶体纤维素酯及其制备工艺及用途。本发明所述制备工艺包括如下步骤：第一步、秸秆预处理；第二步、II型微米晶体纤维素的制备；第三步、II型纳米纤维素酯的生成。一种II型纳米晶体纤维素酯的用途是作为固体颗粒乳化剂进行使用。本发明的制备工艺克服了棒状的I型纳米晶体纤维素因极性强而难以用作乳化剂且改性困难这一技术存在的问题，采用氢氧化钾/尿素溶剂破坏I型纤维素晶体结构，转变成准球形的II型纤维素晶体后进行疏水改性；II型纳米晶体纤维素酯用作乳化剂，具有用量小，稳定性高，无毒无害，兼容性好的优势。

技术领域

本发明涉及纤维素改性技术领域，尤其涉及一种II型纳米晶体纤维素酯及其制备工艺及用途。

背景技术

生物质资源作为一类可再生资源得到了广泛的关注，农作物秸秆是一种可再生的生物质资源，我国每年农作物秸秆的产量可达7亿吨。玉米秸秆作为世界上最丰富的生物质资源之一，其中纤维素含量最高(约35-43％)，半纤维素和木质素次之，还含有少量的无机物。农作物秸秆尤其是玉米秸秆可为纤维素的再生利用提供原料。

传统的以农作物秸秆为原料，提取纤维素，通过硫酸水解去除纤维素中的无定型结构可得到I型微米晶体纤维素，继续水解得到I型纳米晶体纤维素；I型微米晶体纤维素由于其棒状的晶体结构导致改性操作难以实现。

本发明将提取制备的I型微米晶体纤维素通过氢氧化钾/尿素无机溶剂处理制备出II型微米晶体纤维素，然后对其进行疏水改性，制备出不同取代度的准球形的II型纳米纤维素酯。准球形的II型纳米晶体纤维素酯较报道的棒状的I型纤维素酯对乳液的稳定性能较好。

现有技术中尚未发现对I型微米晶体纤维素改性为II型微米晶体纤维素后，制备成II型纳米晶体纤维素酯用作固体颗粒乳化剂的相关记载。

传统的乳化剂多为化学高分子乳化剂，主要包括蔗糖酯、单甘酯、硬脂酰乳酸钠等，缺点是乳化性能相对较差、用量大、HLB值不适合、单一乳化剂乳化效果差需复配使用、消费者认可度低等问题。

II型秸秆纤维素酯作为颗粒乳化剂，可替代传统的化学高分子等乳化剂，具有用量小，稳定性高，无毒无害，兼容性好等优势。

为此，设计一种利用秸秆提取制备不同取代度的II型纳米晶体纤维素酯的工艺，解决以上问题。

发明内容

本发明的目的在于克服I型纳米晶体纤维素因极性强而难以用作乳化剂且疏水改性困难这一技术存在的问题，采用氢氧化钾/尿素溶剂破坏I型纤维素晶体结构，转变成II型纤维素晶体后进行疏水改性用作固体颗粒乳化剂。

一种II型纳米晶体纤维素酯的制备工艺，包括如下步骤：

第一步、秸秆预处理

烘干：秸秆去除根及穗部后洗净，放入烘箱50℃下烘干至恒重；

粉碎：然后切成5～7cm小段，接着用粉碎机粉碎，粉碎至以能通过80～120目筛为准，得到秸秆粉末；

溶解和水浴：取秸秆粉末分散于去离子水，秸秆粉末和去离子水的料液比1：10～1：50；将装有分散在去离子水中的秸秆粉末的容器置于水浴锅，在85～95℃条件下，水浴1～2h，使秸秆粉末中的蜡质或水溶性色素溶于水，得到水浴后的秸秆粉末悬浮液；

一次洗涤和干燥：将水浴后的秸秆粉末悬浮液，离心去掉上层水溶液，下层固体物用去离子水离心进行第一次洗涤，洗涤3-4次，放入烘箱50℃下烘干至恒重，得到预处理后的秸秆粉末；

第二步、II型微米晶体纤维素的制备