納米纖維素的制備及應用

摘 要：納米纖維素的制備是人工纖維素的一種制備方式，由于納米纖維素的分子量較小，在應用過程當中能夠與其它的物質進行有效的合成，具有一定的應用優勢和發展前景。本文重點分析了納米纖維素的制備及其應用，為納米纖維素的制備和應用提供了有效的支持和經驗參考。

關鍵詞：納米纖維素;制備;應用

納米纖維素與天然纖維素有一定的區別，納米纖維素是需要一定的工業方法進行加工之后才能夠產生的。納米纖維素由于具有較強的應用前景和應用空間，在制備過程當中需要根據具體用途采取不同的制備方法。制備完成之后，納米纖維素在造紙、建筑汽車、食品、化妝品等多個行業都能夠得到有效的應用。因此，掌握正確的納米纖維素制備方法，對于做好納米纖維素的應用具有重要作用。為此，我們應當對納米纖維素的制備方法進行深入研究，掌握納米纖維素的制備方法特點。

一、納米纖維素的制備方法

（一）機械制備方法

1.高壓均質法

在機械制備方法中，高壓均制法主要是指對原材料進行高壓機械處理，在處理中所采取的壓力恒定。通過壓力釋放的方式，能夠將物料粉碎，有效的縮小物料的尺寸。在對物料進行粉碎之后，能夠使物料中細胞壁破壞，進而將細胞壁內部的成分壓榨出來。對這一成分進行烘干之后，可用來制造纖維片。通過高壓均質法的壓榨，能夠實現納米纖維素的加工，利用這種方法加工出的納米纖維素，其尺寸在100納米左右。

2.化學機械法

在高壓均制法應用過程當中，容易發生機器堵塞的現象，對于生產過程的持續運行十分不利。在這一過程中，我們可以應用化學機械法的方式生產制備納米纖維素。化學制備法主要是利用化學試劑的方式對原材料進行浸泡，通過氧化的方式將化學試劑進入到原材料中，浸泡時間達標之后，利用機械壓榨的方法生產出纖維片，對纖維片進行干燥和加工處理能夠得到所需的纖維素。

（二）化學法制備

1.酸水解法

在制備中，酸水解法是一種有效的納米纖維素制備方法。在實際應用中，制備工藝相對成熟，工業化生產規模較大，在制備當中能夠滿足納米纖維素的質量要求，能夠根據實際的纖維素尺寸生產出相對應的納米纖維素。在酸水解法應用中所產生的纖維素在尺寸上相對較大，納米的長度量級一般都超過了100納米，在直徑上多數在7納米左右，酸水解法在應用中情況較為特殊，需要專門的酸溶液和專業的反應設備進行制備[1]。

2.酶解法

在化學制備中，酶解法是另外一種制備方法。在酶解法利用過程中，主要是采取催化酶的方式對原材料進行催化，催化之后產生了纖維素。經過結晶之后，產生纖維素晶體，達到纖維素制備的目的。在酶解法應用中所使用的設備必須是專業設備，在制備過程中，溫度條件和工藝條件要求不高，整個制備過程對纖維素等特性要求較高，需要使用的化學酶能夠達到反應要求，并且在反應中能夠符合纖維素的制備特點。

（三）生物制備法

生物制備法是一種耗能低污染小的纖維素制備方法，在應用過程當中主要是通過微生物發酵反應的方式產生纖維素。這種方式產生的纖維素也被稱為細菌纖維素，細菌纖維素在物理和化學特性上與天然纖維的差距最小，在實際應用當中比其他的化學方法制備的纖維素成本更低，纖維素質量更高，能夠通過多種微生物的方式提高纖維素的制備效果。在實際的制備過程當中，能夠滿足纖維素的質量要求，這種制備方法在應用中，解決了纖維素制備中成本高和需要專業設備的問題。

二、納米纖維素的應用

（一）高性能增強復合材料

由于納米纖維素強度較高并且具有較強的韌性，在高性能增強復合材料中得到了有效的應用。采取納米纖維素生產的高性能增強復合材料，無論是在整體強度還是在抗拉伸性能上都比其他的材料具備優勢[2]。基于這一特點，納米纖維素在近些年已經成為了高性能增強復合材料的重要基礎元素，在實際應用當中利用納米纖維素生產的高性能增強復合材料得到了有效的應用。

（二）電子工業

在電子工業中，納米纖維素也有著良好的應用。電子工業中對顯示器的要求較高，在顯示器的制作中對顯示器材料有著較高的要求，既需要顯示器在顯示效果上達標，同時也需要顯示器在抗拉性和抗疲勞程度上達標。納米纖維素由于具有抗拉性強、韌性高的特點，在實際應用中成為了電子工業中顯示器的重要原材料。隨著納米纖維素應用研究的不斷深入，目前在電子工業中，依托納米纖維素生產的高解析度的動態顯示器已經得到了有效的應用，并取得了積極的應用效果。

（三）醫藥工業

在醫藥工業中，納米纖維素有著廣泛的應用前景。由于納米纖維素的單個晶體能夠具有較強的吸附力，在實際應用過程當中可以成為片劑的組成成分，可以利用它將其他的藥物成分吸附在一起，防止藥物因不能有效地凝結而發生分散。目前在醫藥工業中，納米纖維素主要用在了咀嚼藥片、糖衣片和藥物的外表面。通過納米纖維素的應用，形成對藥物元素的凝結。

三、結論

在納米纖維素的生產和制備中，有多種制備方法，每一種制備方法都具有不同的特點。在納米纖維素的制備中，我們應當合理選擇制備方法，滿足納米纖維素的制備需要。同時，我們還要了解納米纖維素的特點，找準納米纖維素的應用領域，推動納米纖維素的發展，使納米纖維素的應用能夠取得積極效果。

參考文獻：

[1]蔣玲玲，陳小泉.纖維素酶解天然棉纖維制備納米纖維素晶體及其表征[J].化學工程與裝備，2008（10）：34-35.

[2]宋曉磊，姚春麗，王樂，張爽，王子介.納米微晶纖維素的制備及在造紙中的應用研究[J].造紙科學與技術，2011（03）：46-47.

作者簡介：李樂祺（1996-），河南開封人，本科，研究方向：紡織工程。