本發(fā)明屬于纖維素納米晶改性技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種表面修飾的纖維素納米晶及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
纖維素納米晶具有生物相容性、生物可降解性，且價廉易得，因此，其作為乳化劑、穩(wěn)定劑、凝膠劑配方等來形成化工產(chǎn)品，如食品、藥品、家庭清潔產(chǎn)品和個人護(hù)理產(chǎn)品等方面有極大前景。但由于纖維素納米晶表面含有大量羥基，因而表現(xiàn)出極強(qiáng)的親水性，這就限制了其在許多方面的應(yīng)用，如作為穩(wěn)定劑穩(wěn)定皮克林乳液等。
為了解決上訴問題，改善CNC的疏水性，提高其穩(wěn)定乳液、吸油等能力，進(jìn)而擴(kuò)寬CNC的應(yīng)用范圍，可以對其進(jìn)行修飾改性。但目前用于CNC修飾改性的方法要么會用到強(qiáng)酸、離子溶劑、催化劑等不符合食品安全的有毒試劑，要么就是需要在高溫條件下進(jìn)行，或是需要較長時間，或是會改變纖維素納米晶的晶體結(jié)構(gòu)，或是改性程度極低。因而尋找不會破壞纖維素納米晶的晶體結(jié)構(gòu)，且改性方法簡單，改性條件容易，無毒、安全、高效且價格低廉的改性方法十分重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種表面修飾的纖維素納米晶的制備方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種通過上述方法制備得到的表面修飾的纖維素納米晶。
本發(fā)明的再一目的在于提供上述表面修飾的纖維素納米晶在保健產(chǎn)品、藥品或食品加工領(lǐng)域中的應(yīng)用。
本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種表面修飾的纖維素納米晶的制備方法，包括如下制備步驟：
將纖維素納米晶(CNC)用蒸餾水稀釋，得到質(zhì)量濃度為1～50g/L的CNC溶液，然后加入辛烯基琥珀酸酐(OSA)均質(zhì)混合均勻，將所得混合溶液冷凍干燥，然后在40～125℃加熱反應(yīng)5～240min，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)洗滌、干燥、研磨，得到表面修飾的纖維素納米晶(OSA-CNC)粉末。
優(yōu)選地，所述OSA的添加量為CNC凈含量的0.25～20倍。
優(yōu)選地，所述CNC溶液的質(zhì)量濃度為20g/L，所述OSA的添加量為CNC的2倍。
優(yōu)選地，所述均質(zhì)混合均勻是指在8000～30000rpm條件下剪切均質(zhì)1～5min，更優(yōu)選在剪切轉(zhuǎn)速為25600rpm條件下均質(zhì)1min。
優(yōu)選地，所述加熱反應(yīng)的溫度為45～105℃，時間為5～60min。
優(yōu)選地，所述的洗滌是指用乙醇洗滌除去殘余OSA，具體過程為：將反應(yīng)產(chǎn)物分散于體積濃度為90％乙醇中，然后10000rpm離心15min，反復(fù)分散離心三次。
優(yōu)選地，所述的干燥是指在37～45℃干燥15～24h，更優(yōu)選在37℃干燥18h。
一種表面修飾的纖維素納米晶，通過上述方法制備得到。
上述表面修飾的纖維素納米晶在保健產(chǎn)品、藥品或食品加工領(lǐng)域中的應(yīng)用。
本發(fā)明的制備方法及所得到的產(chǎn)物具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
(1)本發(fā)明利用OSA改性CNC，可以大大提高CNC的疏水性；
(2)本發(fā)明的改性方法條件溫和，反應(yīng)時間短；
(3)本發(fā)明的改性方法涉及的工藝簡單、安全，適合于食品工業(yè)的應(yīng)用；
(4)本發(fā)明的改性方法只對CNC的表面進(jìn)行修飾，不會破壞其晶體結(jié)構(gòu)；
(5)本發(fā)明所得OSA-CNC不僅可以作為穩(wěn)定劑穩(wěn)定皮克林乳液，還可以作為載體包埋活性物質(zhì)、抗癌物質(zhì)等，進(jìn)而廣泛地應(yīng)用于保健食品、藥品的開發(fā)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例1
(1)常溫下，通過低速的攪拌手段，用蒸餾水將CNC稀釋至20g/L；
(2)在勻速攪拌下，按照OSA:CNC＝2:1的質(zhì)量比將OSA添加到CNC溶液中；
(3)將CNC和OSA的混合溶液在25600rpm條件下剪切均質(zhì)1min，使其充分混合，得到混合充分的乳狀液；
(4)將乳狀液置于冷凍干燥機(jī)中凍干，然后45℃加熱反應(yīng)60min；
(5)將反應(yīng)后的產(chǎn)物分散在90％乙醇中，以10000rpm速度離心15分鐘，反復(fù)分散離心3遍，除去殘余的OSA；
(6)將乙醇洗過的樣品置于烘箱中，37℃烘18h，然后研磨，得到干燥的OSA-CNC粉末。
在本實(shí)施例的條件下，得到的改性產(chǎn)物取代度為0.0361，產(chǎn)物的平均粒徑為149.17±2.86nm；將該產(chǎn)物通過紅外光譜儀測定纖維素納米晶表面帶有大量脂基和?；?；將該產(chǎn)物通過X射線衍射儀測定纖維素納米晶的晶體結(jié)構(gòu)沒有被破壞；將該產(chǎn)物通過疏水性測試，發(fā)現(xiàn)其疏水性顯著提高，可以分散在非極性溶劑中。
實(shí)施例2
(1)常溫下，通過低速的攪拌手段，用蒸餾水將CNC稀釋至20g/L；
(2)在勻速攪拌下，按照OSA:CNC＝2:1的質(zhì)量比將OSA添加到CNC溶液中；
(3)將CNC和OSA的混合溶液在25600rpm條件下剪切均質(zhì)1min，使其充分混合，得到混合充分的乳狀液；
(4)將乳狀液置于冷凍干燥機(jī)中凍干，然后65℃加熱反應(yīng)60min；
(5)將反應(yīng)后的產(chǎn)物分散在90％乙醇中，以10000rpm速度離心15分鐘，反復(fù)分散離心3遍，除去殘余的OSA；
(6)將乙醇洗過的樣品置于烘箱中，37°烘18h，然后研磨，得到干燥的OSA-CNC粉末。
在本實(shí)施例的條件下，得到的改性產(chǎn)物取代度為0.0456，產(chǎn)物的平均粒徑為169.07±4.84nm；將該產(chǎn)物通過紅外光譜儀測定纖維素納米晶表面帶有大量脂基和?；?；將該產(chǎn)物通過X射線衍射儀測定纖維素納米晶的晶體結(jié)構(gòu)沒有被破壞；將該產(chǎn)物通過疏水性測試，發(fā)現(xiàn)其疏水性顯著提高，可以分散在非極性溶劑中。
實(shí)施例3
(1)常溫下，通過低速的攪拌手段，用蒸餾水將CNC稀釋至20g/L；
(2)在勻速攪拌下，按照OSA:CNC＝2:1的質(zhì)量比將OSA添加到CNC溶液中；
(3)將CNC和OSA的混合溶液在25600rpm條件下剪切均質(zhì)1min，使其充分混合，得到混合充分的乳狀液；
(4)將乳狀液置于冷凍干燥機(jī)中凍干，然后105℃加熱反應(yīng)5min；
(5)將反應(yīng)后的產(chǎn)物分散在90％乙醇中，以10000rpm速度離心15分鐘，反復(fù)分散離心3遍，除去殘余的OSA；
(6)將乙醇洗過的樣品置于烘箱中，37℃烘18h，然后研磨，得到干燥的OSA-CNC粉末。
在本實(shí)施例的條件下，得到的改性產(chǎn)物取代度為0.0424，產(chǎn)物的平均粒徑為155.06±1.04nm；將該產(chǎn)物通過紅外光譜儀測定纖維素納米晶表面帶有大量脂基和?；粚⒃摦a(chǎn)物通過X射線衍射儀測定纖維素納米晶的晶體結(jié)構(gòu)沒有被破壞；將該產(chǎn)物通過疏水性測試，發(fā)現(xiàn)其疏水性顯著提高，可以分散在非極性溶劑中。
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其它的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。