超支化聚酰胺功能化納米纖維素的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種超支化聚酰胺功能化納米纖維素的制備方法，其步驟包括：A、納米纖維素加入水中，用超聲儀或均質(zhì)儀分散，形成纖維素納米晶體懸浮液；B、在纖維素納米晶體懸浮液中加入氧化劑，避光反應(yīng)；C、氧化納米纖維素用去離子水洗滌，然后置于能反應(yīng)殘留氧化劑的溶液中浸泡，再經(jīng)去離子水充分洗滌；D、將氧化納米纖維素置于超支化聚酰胺溶液中反應(yīng)，然后洗滌。本發(fā)明專利技術(shù)制得的納米纖維素表面具有大量的氨基和酰胺基等官能團(tuán)，能夠降低納米纖維素的團(tuán)聚，與酰胺以及與氨基反應(yīng)聚合物的相容性，同時(shí)表面官能團(tuán)與納米纖維素表面形成化學(xué)結(jié)合，提高了結(jié)合的穩(wěn)定性。

Process for preparing hyperbranched polyamide functionalized nano cellulose

The invention discloses a preparation method of superbranched polyamide functionalized nano cellulose, which comprises the following steps: A, nano cellulose is added to water, dispersed by ultrasonic or homogenization, the formation of nanocrystalline cellulose suspension; B, the suspension of cellulose nanocrystals with oxidant, light reaction, oxidation of nano C; cellulose was washed with deionized water, and then placed in the reaction residue solution of oxidant, the deionized water and fully washing; D, the oxidation of nano cellulose in Hyperbranched polyamide solution reaction, and then washing. The surface of nano cellulose prepared by the invention has a large number of amino and amide groups, can reduce the agglomeration of nano cellulose, and compatibility with polymers and amino amide reaction, and surface functional groups and nano cellulose formed on the surface of chemical combination, improve the binding stability.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
超支化聚酰胺功能化納米纖維素的制備方法
本專利技術(shù)涉及一種超支化聚酰胺功能化納米纖維素的制備方法，屬于纖維素納米材料功能化領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
納米纖維素是至少一維尺寸達(dá)到1-100nm的纖維素材料，作為一種新型的納米生物質(zhì)材料，日益受到科學(xué)和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。納米纖維素具有極大的比表面積、高結(jié)晶度、高模量、高強(qiáng)度等特性不同于宏觀尺寸的纖維素材料，被廣泛應(yīng)用于增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料。與普通的無(wú)機(jī)納米材料比較，納米纖維素還具有天然聚合物的生物降解性、生物相容性、可再生以及環(huán)境友好等特性，在組織工程、藥物載體以及熒光納米指示劑等生物醫(yī)藥方面具有突出的優(yōu)勢(shì)。但是納米纖維素表面存在大量的羥基和極性基團(tuán)使得納米纖維素和普通納米材料一樣極易發(fā)生團(tuán)聚，很難在非極性聚合物基體中分散和相容。表面改性是實(shí)現(xiàn)納米纖維素應(yīng)用的關(guān)鍵步驟，直接關(guān)系到納米纖維素填充復(fù)合材料的性能。表面功能化改性一方面可以降低納米纖維素聚集，另一方面可以提高與基體的相容性。因此，尋找有效的功能化納米纖維素是其在增強(qiáng)聚合物，生物醫(yī)學(xué)，透明材料等方面應(yīng)用的前提。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種超支化聚酰胺功能化納米纖維素的制備方法。本專利技術(shù)是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種超支化聚酰胺功能化納米纖維素的制備方法，其步驟包括：A、納米纖維素加入一定量水中，用超聲儀或均質(zhì)儀分散，形成纖維素納米晶體懸浮液；B、在纖維素納米晶體懸浮液中加入選擇性氧化劑，避光反應(yīng)，氧化劑與納米纖維素重量比為0.5-2:1；C、將氧化后的納米纖維素離心分離后收集下層固體，用去離子水洗滌數(shù)次后，然后置于能反應(yīng)殘留氧化劑的溶液中浸泡，浸泡時(shí)間30-60min，再經(jīng)去離子水充分洗滌；D、將氧化納米纖維素置于超支化聚酰胺水溶液中反應(yīng)，然后離心分離后收集下層固體，用去離子水洗滌。進(jìn)一步的，步驟B中所述氧化劑為高碘酸鹽，氧化溫度為20-60℃，氧化時(shí)間30-180min，氧化pH=4-9。進(jìn)一步的，所述高碘酸鹽為NaIO4或KIO4。進(jìn)一步的，步驟C中所述溶液為丙三醇，乙二醇或乙醇。進(jìn)一步的，步驟D中所述超支化聚酰胺為脂肪族聚酰胺、芳香族聚酰胺或者脂肪與芳香族混合聚酰胺。進(jìn)一步的，步驟D中所述超支化聚酰胺溶液濃度為1-15g/L，反應(yīng)溫度20-60℃，反應(yīng)時(shí)間5-30分鐘。進(jìn)一步的，所述納米纖維素為納米晶體、納米晶須或納米纖絲。本專利技術(shù)制得的納米纖維素表面具有大量的胺基和酰胺基等官能團(tuán)，官能團(tuán)與納米纖維素表面形成化學(xué)結(jié)合，提高了結(jié)合的穩(wěn)定性，同時(shí)能夠降低納米纖維素的聚集，與聚酯、聚酰胺、聚乳酸，單寧，木質(zhì)素和蛋白質(zhì)等合成和天然極性高分子相容性好。具體實(shí)施方式為了更好地理解本專利技術(shù)，下面用具體實(shí)例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本專利技術(shù)的技術(shù)方案，但是本專利技術(shù)并不局限于此。實(shí)施例1A、納米晶體加入水中，用超聲儀或均質(zhì)儀分散，形成纖維素納米晶體懸浮液；B、在1wt%的纖維素納米晶體懸浮液中加入NaIO4氧化劑，調(diào)節(jié)pH=4，40℃避光反應(yīng)30min，氧化劑與納米纖維素重量比為0.5:1；C、氧化納米纖維素用去離子水洗滌數(shù)次后，然后置于1mol/L的丙三醇溶液中浸泡30min，再經(jīng)去離子水充分洗滌，氧化產(chǎn)物主要是醛類官能團(tuán)；D、將氧化納米纖維素置于濃度為1g/L的脂肪族超支化聚酰胺（由丁二酸酐和二乙基三胺熔融縮聚法制備）溶液中反應(yīng)，反應(yīng)溫度60℃，反應(yīng)時(shí)間30分鐘，然后洗滌。E、添加超支化聚酰胺功能化納米纖維素的單寧膠黏劑壓制的膠合板，未改性單寧膠黏劑壓制的膠合板性能為0.52MPa,添加未改性納米纖維的單寧膠黏劑壓制膠合板性能為0.64MPa，添加超支化聚酰胺功能化納米纖維素的單寧膠黏劑壓制的膠合板性能為0.77MPa，與未改性納米纖維改性膠黏劑相比膠合性能提高20%。實(shí)施例2A、納米纖絲加入水中，用超聲儀或均質(zhì)儀分散，形成纖維素納米晶體懸浮液；B、在wt1%的纖維素納米晶體懸浮液中加入NaIO4氧化劑，調(diào)節(jié)pH=8，50℃避光反應(yīng)50min，氧化劑與納米纖維素重量比為1:1；C、氧化納米纖維素用去離子水洗滌數(shù)次后，然后置于1mol/L的乙醇溶液中浸泡45min，再經(jīng)去離子水充分洗滌，氧化產(chǎn)物主要是醛類官能團(tuán)；D、將氧化納米纖維素置于濃度為3g/L的超支化芳香族聚酰胺（由鄰苯二甲酸酐和二乙基三胺等熔融縮聚法制備）溶液中反應(yīng)，反應(yīng)溫度40℃，反應(yīng)時(shí)間15分鐘，然后洗滌。E、經(jīng)檢測(cè)，添加超支化聚酰胺功能化納米纖維素的單寧膠黏劑壓制的膠合板，未改性單寧膠黏劑壓制的膠合板性能為0.52MPa,添加未改性納米纖維的單寧膠黏劑壓制膠合板性能為0.64MPa，添加超支化聚酰胺功能化納米纖維素的單寧膠黏劑壓制的膠合板性能為0.79MPa，與添加為改性納米纖維相比膠合性能提高23%。實(shí)施例3A、納米晶須加入水中，用超聲儀或均質(zhì)儀分散，形成纖維素納米晶體懸浮液；B、在wt1%的纖維素納米晶體懸浮液中加入KIO4氧化劑，調(diào)節(jié)pH=9，60℃避光反應(yīng)80min，氧化劑與納米纖維素重量比為1:1；C、氧化納米纖維素用去離子水洗滌數(shù)次后，然后置于1mol/L的乙二醇溶液中浸泡40min，再經(jīng)去離子水充分洗滌，氧化產(chǎn)物主要是醛類官能團(tuán)；D、將氧化納米纖維素置于濃度為5g/L的超支化芳香族聚酰胺（由鄰苯二甲酸酐和二乙基三胺等熔融縮聚法制備）溶液中反應(yīng)，反應(yīng)溫度40℃，反應(yīng)時(shí)間15分鐘，然后洗滌。E、經(jīng)檢測(cè)，添加超支化聚酰胺功能化納米纖維素的大豆蛋白膠黏劑壓制的膠合板，未改性大豆蛋白膠黏劑壓制的膠合板性能為0.62MPa,添加未改性納米纖維的大豆蛋白膠黏劑壓制膠合板性能為0.71MPa，添加超支化聚酰胺功能化納米纖維素的大豆蛋白膠黏劑壓制的膠合板性能為0.84MPa，與添加未改性納米纖維相比膠合性能提高18%。實(shí)施例4A、納米纖絲加入水中，用超聲儀或均質(zhì)儀分散，形成纖維素納米晶體懸浮液；B、在wt1%的纖維素納米晶體懸浮液中加入NaIO4氧化劑，調(diào)節(jié)pH=6，20℃避光反應(yīng)180min，氧化劑與納米纖維素重量比為2:1；C、氧化納米纖維素用去離子水洗滌數(shù)次后，然后置于1mol/L的乙醇溶液中浸泡60min，再經(jīng)去離子水充分洗滌，氧化產(chǎn)物主要是醛類官能團(tuán)；D、將氧化納米纖維素置于超支化脂肪族與芳香族聚酰胺(由一定比例丁二酸酐和鄰苯二甲酸酐與二乙基三胺熔融縮聚法制備)的混合溶液反應(yīng)，其中濃度為15g/L，反應(yīng)溫度20℃，反應(yīng)時(shí)間5分鐘，然后洗滌。E、經(jīng)檢測(cè)，添加超支化聚酰胺功能化納米纖維素的尼龍66，未改性尼龍66的拉伸性能為63.0MPa,添加未改性納米纖維的尼龍66的拉伸性能為68.4MPa，添加超支化聚酰胺功能化納米纖維素尼龍66的拉伸性能為83.5MPa，與未改性納米纖維相比拉伸性能提高22%。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種超支化聚酰胺功能化納米纖維素的制備方法，其步驟包括：A、納米纖維素加入一定量水中，用超聲儀或均質(zhì)儀分散，形成纖維素納米晶體懸浮液；B、在纖維素納米晶體懸浮液中加入選擇性氧化劑，避光反應(yīng)，氧化劑與納米纖維素重量比為0.5?2:1；C、將氧化后的納米纖維素離心分離后收集下層固體，用去離子水洗滌數(shù)次后，然后置于能反應(yīng)殘留氧化劑的溶液中浸泡，浸泡時(shí)間30?60min，再經(jīng)去離子水充分洗滌；D、將氧化納米纖維素置于超支化聚酰胺水溶液中反應(yīng)，離心分離后收集下層固體，用去離子水洗滌。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種超支化聚酰胺功能化納米纖維素的制備方法，其步驟包括：A、納米纖維素加入一定量水中，用超聲儀或均質(zhì)儀分散，形成纖維素納米晶體懸浮液；B、在纖維素納米晶體懸浮液中加入選擇性氧化劑，避光反應(yīng)，氧化劑與納米纖維素重量比為0.5-2:1；C、將氧化后的納米纖維素離心分離后收集下層固體，用去離子水洗滌數(shù)次后，然后置于能反應(yīng)殘留氧化劑的溶液中浸泡，浸泡時(shí)間30-60min，再經(jīng)去離子水充分洗滌；D、將氧化納米纖維素置于超支化聚酰胺水溶液中反應(yīng)，離心分離后收集下層固體，用去離子水洗滌。2.權(quán)利要求1所述的超支化聚酰胺功能化納米纖維素的制備方法，其特征在于：步驟B中所述氧化劑為高碘酸鹽，氧化溫度為20-60℃，氧化時(shí)間30-180min，氧化pH=4-9。3.據(jù)權(quán)利要...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：崔舉慶，霍子微，應(yīng)鑫蕾，韓書(shū)廣，蘭平，賈翀，蔣貴楊，韓勇，盧曉寧，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京林業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：江蘇,32