[发明专利]一种柠檬酸钙晶须的制备方法

说明书

本发明属于生物化工领域，具体涉及一种柠檬酸钙晶须的制备方法，具体制备方法如下：将柠檬酸固体与水混合，配成柠檬酸溶液；将柠檬酸溶液加入到氢氧化钙溶液中，反应得到澄清溶液，澄清溶液加入柠檬酸钙晶种，继续反应一段时间，然后降温冷却，有大量白色固体生成，得到固液混合物，进行固液分离，洗涤固体，干燥，得到柠檬酸钙晶须。本发明的方法可以直接合成柠檬酸钙晶须，其晶须大小均匀，长径比为18:1‑20:1，晶须大小均匀，抗张强度和抗张模量优异，制备路径短。

技术领域

本发明属于生物化工领域，具体涉及一种柠檬酸钙晶须的制备方法。

背景技术

晶须是指自然形成或者在人工控制条件下(主要形式)以单晶形式生长成的一种纤维，其直径非常小(微米数量级)，不含有通常材料中存在的缺陷(晶界、位错、空穴等)，其原子排列高度有序，因而其强度接近于完整晶体的理论值。其机械强度等于邻接原子间力。晶须的高度取向结构不仅使其具有高强度、高模量和高伸长率，而且还具有电、光、磁、介电、导电、超导电性质。晶须的强度远高于其他短切纤维，主要用作复合材料的增强体，用于制造高强度复合材料。

晶须可分为有机晶须和无机晶须两大类。其中有机晶须主要有纤维素晶须、聚(丙烯酸丁酯-苯乙烯)晶须、聚(4-羟基苯甲酯)晶须(PHB晶须)等几种类型，在聚合物中应用较多。无机晶须主要包括陶瓷质晶须(SiC，钛酸钾，硼酸铝等)、无机盐晶须(硫酸钙，碳酸钙等)和金属晶须(氧化铝，氧化锌等)等，其中金属晶须主要应用于金属基复合材料中，而陶瓷基晶须和无机盐晶须则可应用于陶瓷复合材料、聚合物复合材料等多个领域。

以硫酸钙晶须为例，硫酸钙晶须具有高强度、高模量、高韧性、高绝缘性、耐磨耗、耐高温、耐酸碱、抗腐蚀、红外线反射性良好、易于表面处理、易与聚合物复合、无毒等诸多优良的理化性能。硫酸钙晶须集增强纤维和超细无机填料二者的优势于一体，可用于树脂、塑料、橡胶、涂料、油漆、造纸、沥青、摩擦和密封材料中作补强增韧剂或功能型填料；又可直接作为过滤材料、保温材料、耐火隔热材料、红外线反射材料和包覆电线的高绝缘材料。

硫酸钙晶须在20世纪70年代由日、美、德等国着手研究，20世纪80年代开始逐步应用。我国也紧随其后，并在21世纪初进行了工业化生产，其中沈阳立昂新材料有限责任公司为国内最早工业化生产的企业，洛阳亮东非金属材料科技开发有限公司为目前国内工业化生产产能最大的企业

由此晶须应用前景非常广泛，而且柠檬酸钙作为一种有机酸盐，在食品和医药行业具有重要作用，其晶须的成功合成也将会有非常广阔的应用前景。

发明内容

针对目前存在的问题，本发明提供了一种柠檬酸钙晶须的制备方法，区别于其他无机晶须和有机晶须，开发出一种新的有机酸盐晶须合成技术。

为实现上述目的，本发明所采用取的合成技术方案如下：

一种柠檬酸钙晶须的制备方法，该制备方法具体的步骤为：

(1)将柠檬酸固体溶于水，配成柠檬酸溶液，以一水柠檬酸计浓度为5～20g/100mL，在较低浓度进行中和反应，给予晶须充分生长空间；

(2)将步骤(1)中的柠檬酸溶液，加入到氢氧化钙溶液中,反应得澄清溶液，澄清溶液pH值为4～5。若pH控制过低，柠檬酸钙晶种会在低pH环境中与柠檬酸发生反应，产生柠檬酸氢钙或者柠檬酸二氢钙，使产生的柠檬酸钙晶须不纯，并且无法产生刺激起晶的作用；若pH控制过高则会导致氢氧化钙过剩。

(3)将步骤(2)中所得澄清溶液加入0.2～0.6g柠檬酸钙晶种，刺激反应体系起晶，继续反应0.5～1.5h后，使反应进行完全，晶须充分生长，降温冷却至室温，有大量白色固体生成，得到固液混合物。

(4)将步骤(3)所得固液混合物进行固液分离，洗涤固体，干燥，得到柠檬酸钙晶须。

优选地，步骤(1)柠檬酸为一水柠檬酸或无水柠檬酸，易获取且成本不高。