專利名稱：納米細菌纖維素超細纖維加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超細纖維加工方法，特別是一種納米細菌纖維素超細纖維加工方法。
背景技術(shù)：
細菌纖維素(Bacterial Cellulose，簡稱BC)的分子結(jié)構(gòu)與植物纖維素基本相同，但其重要的結(jié)構(gòu)特征和性質(zhì)使它的實際應(yīng)用意義遠遠大于植物纖維素。它不僅具有良好的力學性、透氣性，生物親和性，生物相容性，生物適應(yīng)性和良好的生物可降解性，而且還具有有高純度、高聚合度、高結(jié)晶度、高含水量和高力學穩(wěn)定性等理化性能方面均優(yōu)于植物纖維素，這些性質(zhì)都是由于它在水介質(zhì)中形成的特定網(wǎng)狀納米超分子結(jié)構(gòu)所引起的。因此被公認為是性能優(yōu)異的新型天然生物納米高技術(shù)材料。目前，BC在很多領(lǐng)域，特別在是醫(yī)藥、生物醫(yī)學工程、造紙、食品中具有十分廣泛的商業(yè)化應(yīng)用潛力。隨著人們對纖維素生物合成機理認識的加深，以及細菌纖維素在食品、醫(yī)藥、化工、造紙、高級音響設(shè)備、濾膜滲透膜和精紡等方面的成功應(yīng)用。展示了它作為目前世界上性能最佳的纖維素材料進行深入研究和實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的美好前景。但目前，超細，超長細菌纖維素纖維加工有很大的技術(shù)難度，首先，沒有簡單、方便、高產(chǎn)能的物理加工方法；二是進一步研究和利用細菌纖維素的成模和成型的工藝技術(shù)還沒有解決；三是作為生物醫(yī)用材料，其與生物體長期作用效果、體內(nèi)降解性、與宿主組織和細胞相容性，以及在體內(nèi)時細菌纖維素的機械、物理和化學性能的變化等一系列問題還需要進一步研究。四是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一、產(chǎn)品深加工和應(yīng)用研究投 入不足、產(chǎn)品附加值低等問題。細菌纖維素是一種食品產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)品，來源廣，價格底，面對細菌纖維素纖維產(chǎn)業(yè)的巨大的市場潛力和國際競爭的壓力，迫切需要開展細菌纖維素纖維發(fā)酵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化升級及深加工產(chǎn)品研究，促進細菌纖維素產(chǎn)業(yè)進步和技術(shù)優(yōu)化、通過采用先進的科學技術(shù)，改革傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝及其相應(yīng)的加工設(shè)備，提高產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平，推動細菌纖維素行業(yè)向現(xiàn)代化、工業(yè)化和自動化方面發(fā)展，開拓細菌纖維素產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域，增加細菌纖維素產(chǎn)品的附加值，使生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量都有一個飛躍式的提高，以提高我國細菌纖維素產(chǎn)業(yè)在世界范圍內(nèi)的整體競爭力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，提供一種納米細菌纖維素超細纖維加工方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明的納米細菌纖維素超細纖維加工方法，細菌纖維素濕膜為基體原料，包括如下步驟:
(I)將漂白處理后的細菌纖維素濕膜置于一對直徑為2(T80mm的握持羅拉之間，以10mm/min^l00m/min 的速度喂入；(2)從羅拉之間輸出的纖維素膜經(jīng)刺輥表面針刺高速穿刺、割裂以及梳理作用，將細菌纖維素濕膜變成細菌纖維素纖維；
(3)將所得細菌纖維素纖維置于磨漿機內(nèi)磨漿，形成細菌纖維素超細纖維；
(4)將細菌纖維素超細纖維經(jīng)壓濾機壓濾處理，制備出含水率為15°/Γ50000%的細菌纖維素超細纖維，超細纖維直徑l(T500nm，超細纖維長度200nnTl00mm。所述的刺輥包括中心軸，中心軸上套有滾筒，滾筒的外壁上設(shè)有針狀梳理針刺，滾筒直徑為30(T600mm，針刺長度0.f 5cm，針刺桿部直徑為0.0Of 3mm，針刺尖部直徑為f lOOum，針刺尖部長度為f 10mm，針刺密度2 1000根/cm2。針刺長度優(yōu)選為0.Γ0.2cm,針刺密度優(yōu)選為10 100根/cm2。所述的針刺為針狀、超硬、彈性不銹鋼絲或合金絲。所述的細菌纖維素膜為漂白處理后的細菌纖維素濕膜，細菌纖維素濕膜是利用木醋桿菌為主要菌種得到的細菌纖維素原膜，該原膜經(jīng)NaOH溶液處理后得到細菌纖維素濕膜。所述的一對握持羅拉直徑為2(T3000mm。采用本發(fā)明的物理細化細菌纖維素的方法，把細菌纖維素膜處理成超細，超長的纖維狀態(tài)，再采用傳統(tǒng)的紡紗工藝進行加工，經(jīng)梳棉機成條，成條后，經(jīng)紡紗機紡制成納米細菌纖維素超細纖維紗。利用本加工方法進行加工，生產(chǎn)過程無毒，加工方法清潔，簡單經(jīng)濟，效率高，加工得到的纖維應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。


圖1細菌纖維素超細纖維加工方法流程示意圖。圖中I為細菌纖維素膜，2為握持羅拉，3為針刺，4為刺棍。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。實施例1
采用直徑20mm的握持羅拉2握持并喂入細菌纖維素濕膜1，喂入速度為10 mm/min。在直徑為300mm，轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘，植有密度為2根/cm2針刺的刺輥作用下，對細菌纖維素濕膜進行梳理，分割得到纖維直徑450nm，長度5 100mm的超細細菌纖維素纖維。針刺長度0.1cm，針刺桿部直徑為0.001mm，針刺尖部直徑為lum，針刺尖部長度為1mm。將所得細菌纖維素纖維置于磨漿機內(nèi)磨漿，形成細菌纖維素超細纖維，再經(jīng)壓濾機壓濾處理，制備出的細菌纖維素超細纖維含水率為20000%的，超細纖維直徑為450nm，超細纖維長度為5 IOOmm。實施例2
采用直徑30mm的握持羅拉握持并喂入細菌纖維素濕膜，喂入速度為20mm/min。在直徑為300mm，轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘，植有密度為20根/cm2針刺的刺輥作用下，對細菌纖維素濕膜進行梳理，分割得到纖維直徑450nm，長度5 100mm的超細細菌纖維素纖維。針刺長度1cm，針刺桿部直徑為0.1mm，針刺尖部直徑為10um，針刺尖部長度為2mm。將所得細菌纖維素纖維置于磨漿機內(nèi)磨漿，形成細菌纖維素超細纖維，再經(jīng)壓濾機壓濾處理，制備出的細菌纖維素超細纖維含水率為20000%的，超細纖維直徑為350nm，超細纖維長度為5 IOOmm。實施例3
采用直徑40mm的握持羅拉握持并喂入細菌纖維素濕膜，喂入速度為40 mm/min。在直徑為300mm，轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘，植有密度為100根/cm2針刺的刺輥作用下，對細菌纖維素濕膜進行梳理，分割得到纖維直徑450nm，長度5 100mm的超細細菌纖維素纖維。針刺長度2cm,針刺桿部直徑為2mm,針刺尖部直徑為20um,針刺尖部長度為5mm。將所得細菌纖維素纖維置于磨漿機內(nèi)磨漿，形成細菌纖維素超細纖維，再經(jīng)壓濾機壓濾處理，制備出的細菌纖維素超細纖維含水率為20000%的，超細纖維直徑為250nm，超細纖維長度為5 IOOmm。實施例4
采用直徑60mm的握持羅拉握持并喂入細菌纖維素濕膜，喂入速度為60mm/min。在直徑為300mm，轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘，植有密度為200根/cm2針刺的刺輥作用下，對細菌纖維素濕膜進行梳理，分割得到纖維直徑450nm，長度5 100mm的超細細菌纖維素纖維。針刺長度4cm,針刺桿部直徑為Imm,針刺尖部直徑為50um,針刺尖部長度為8mm。將所得細菌纖維素纖維置于磨漿機內(nèi)磨漿，形成細菌纖維素超細纖維，再經(jīng)壓濾機壓濾處理，制備出的細菌纖維素超細纖維含水率為20000%的，超細纖維直徑為200nm，超細纖維長度為5 IOOmm。實施例5
采用直徑55mm的握持羅拉握持并喂入細菌纖維素濕膜，喂入速度為80 mm/min。在直徑為300mm，轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘，植有密度為500根/cm2針刺的刺輥作用下，對細菌纖維素濕膜進行梳理，分割得到纖維直徑450nm，長度5 100mm的超細細菌纖維素纖維。針刺長度5cm，針刺桿部直徑為3mm，針刺尖部直徑為10um，針刺尖部長度為10mm。將所得細菌纖維素纖維置于磨漿機內(nèi)磨漿，形成細菌纖維素超細纖維，再經(jīng)壓濾機壓濾處理，制備出的細菌纖維素超細纖維含水率為20000%的，超細纖維直徑為150nm，超細纖維長度為5 IOOmm。實施例6
采用直徑60_的握持羅拉握持并喂入細菌纖維素濕膜，喂入速度為100 mm/min。在直徑為300mm，轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘，植有密度為1000根/cm2針刺的刺輥作用下，對細菌纖維素濕膜進行梳理，分割得到纖維直徑450nm，長度5 100mm的超細細菌纖維素纖維。針刺長度0.2cm,針刺桿部直徑為0.2mm,針刺尖部直徑為2um,針刺尖部長度為Imm0將所得細菌纖維素纖維置于磨漿機內(nèi)磨漿，形成細菌纖維素超細纖維，再經(jīng)壓濾機壓濾處理，制備出的細菌纖維素超細纖維含水率為20000%的，超細纖維直徑為lOOnm，超細纖維長度為5 100mm。
權(quán)利要求
1.一種納米細菌纖維素超細纖維加工方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)將漂白處理后的細菌纖維素濕膜置于一對直徑為2(T80mm的握持羅拉之間，以10mm/min^l00m/min 的速度喂入； (2)從羅拉之間輸出的纖維素膜經(jīng)刺輥表面針刺高速穿刺、割裂以及梳理作用，將細菌纖維素濕膜變成細菌纖維素纖維； (3)將所得細菌纖維素纖維置于磨漿機內(nèi)磨漿，形成細菌纖維素超細纖維； (4)將細菌纖維素超細纖維經(jīng)壓濾機壓濾處理，制備出含水率為15°/Γ50000%的細菌纖維素超細纖維，超細纖維直徑l(T500nm，超細纖維長度200nnTl00mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米細菌纖維素超細纖維加工方法，其特征在于:所述的刺輥包括中心軸，中心軸上套有滾筒，滾筒的外壁上設(shè)有針狀梳理針刺，滾筒直徑為30(T600mm，針刺長度0.f 5cm，針刺桿部直徑為0.0Of 3mm，針刺尖部直徑為Γ ΟΟιιπι，針刺尖部長度為廣10_，針刺密度2 1000根/cm2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米細菌纖維素超細纖維加工方法，其特征在于:所述的針刺為針狀、超硬、彈性不銹鋼絲或合金絲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米細菌纖維素超細纖維加工方法，其特征在于:所述的細菌纖維素膜為漂白處理后的細菌纖維素濕膜，細菌纖維素濕膜是利用木醋桿菌為主要菌種得到的細菌纖維素原膜，該原膜經(jīng)NaOH溶液處理后得到細菌纖維素濕膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米細菌纖維素超細纖維加工方法，其特征在于:所述的一對握持羅拉直徑為2(T3000mm。
全文摘要
一種納米細菌纖維素超細纖維加工方法，以細菌纖維素濕膜為基體原料，經(jīng)過高速穿刺、割裂以及梳理作用，將細菌纖維素濕膜變成細菌纖維素纖維；將所得細菌纖維素纖維置于磨漿機內(nèi)磨漿，形成細菌纖維素超細纖維;再經(jīng)壓濾機壓濾處理，制備出一定含水率、直徑、長度的超細纖維素纖維。本發(fā)明的有益效果是超細纖維素纖維長度長，細度細，無毒性，加工方法清潔，簡單經(jīng)濟，效率高，加工得到的纖維應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，所得磨漿溶液可以重復使用，符合循環(huán)經(jīng)濟的理念。
文檔編號C08L1/02GK103173876SQ20111044145
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者張迎晨, 吳紅艷 申請人:中原工學院