納米纖維素在線式高剪切分散機(jī)性能特點(diǎn)

纖維素是由基元單元纖維通過(guò)自身氫鍵、木質(zhì)素等逐級(jí)粘結(jié)形成的，而所述基元單元纖維是由幾十個(gè)纖維素分子聚集，形成的一根直徑約5nm，長(zhǎng)度為微米級(jí)，且結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)交替排列的細(xì)小纖維絲。本發(fā)明通過(guò)將纖維素原料與酸酐的熔融態(tài)混合，酸酐進(jìn)入到基元單元纖維之間，接枝到基元單元纖維的表面，削弱基元單元纖維間的結(jié)合作用，之后配合機(jī)械力，機(jī)械剝離出基元單元纖維，得到納米纖維素纖維。酸酐能夠進(jìn)入至基元單元纖維之間，而不會(huì)像濃酸溶液，進(jìn)入基元單元纖維的內(nèi)部破壞非晶區(qū)，也不會(huì)像稀酸溶液酸度過(guò)低導(dǎo)致其對(duì)纖維素接枝率降低，無(wú)法獲得納米纖維素。

現(xiàn)有技術(shù)中納米纖維素的制備采用：首先用酸、堿或有機(jī)溶劑對(duì)纖維素原料進(jìn)行預(yù)處理，然后加入改性劑對(duì)纖維素進(jìn)行改性，后對(duì)纖維素進(jìn)行機(jī)械處理得到改性的納米纖維素。預(yù)處理過(guò)程中使用大量的無(wú)機(jī)酸、堿或有機(jī)溶劑，污染環(huán)境，且操作步驟復(fù)雜，耗時(shí)長(zhǎng)。

納米纖維素為至少有一維處于納米尺度(1～100nm)，并且可以在水中分散形成穩(wěn)定懸浮液的纖維素晶體，由于制備方法的不同，可能得到性能不同的納米纖維素。納米纖維素既具有天然纖維素的基本結(jié)構(gòu)和性能，如可持續(xù)再生性、生物降解性等，同時(shí)也具有納米粒子的一些特性，如大的化學(xué)反應(yīng)活性、高聚合度、高結(jié)晶度、高純度和高透明性等，使其具有廣泛的應(yīng)用。但也存在不足：①納米纖維素表面眾多的羥基決定了它不能很好地溶解在弱極性溶劑和聚合物介質(zhì)中；②納米纖維素具有較大的比表面積，較高的熱力學(xué)勢(shì)能，晶體間極易團(tuán)聚等，因此需要對(duì)納米纖維素進(jìn)行改性，來(lái)進(jìn)一步拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。

一種納米纖維素的制備方法，所述制備方法包括：

(1)向酸酐類化合物的熔融液中加入纖維素原料，升溫至熔點(diǎn)以上，進(jìn)行預(yù)處理反應(yīng)，反應(yīng)完畢后過(guò)濾，得到預(yù)處理的纖維素原料；

(2)將預(yù)處理的纖維素原料分散質(zhì)水中，得到分散液；

(3)將分散液用依肯設(shè)備機(jī)械粉碎，得到納米纖維素分散液。

上海依肯管線式超高剪切乳化機(jī)

管線式超高剪切分散機(jī)就是高效、快速、均勻地將一個(gè)相或多個(gè)相(液體、固體、氣體)進(jìn)入到另一互不相溶的連續(xù)相(通常液體)的過(guò)程的設(shè)備的設(shè)備。而在通常情 況下各個(gè)相是互不相溶的。當(dāng)外部能量輸入時(shí)，兩種物料重組成為均一相。由于轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的高切線速度和高頻機(jī)械效應(yīng)帶來(lái)的強(qiáng)勁動(dòng)能，使物料在定、轉(zhuǎn)子狹窄的間隙中受到強(qiáng)烈的機(jī)械及液力剪切、離心擠壓、液層摩擦、撞擊撕裂和湍流等綜合作用，形成懸浮液（固/液），乳液（液體/液體）和泡沫（氣體/液體）。從而使不相溶的固相、液相、氣相在相應(yīng)成熟工藝和適量添加劑的共同作用下，瞬間均勻精細(xì)的分散乳化，經(jīng)過(guò)高頻的循環(huán)往復(fù)，終得到穩(wěn)定的高品質(zhì)產(chǎn)品。

管線式超高剪切分散機(jī)由1-3個(gè)工作腔組成，在馬達(dá)的高速驅(qū)動(dòng)下，物料在轉(zhuǎn)子與定子之間的狹窄間隙中高速運(yùn)動(dòng)，形成紊流，物料受到更強(qiáng)液力剪切、離心擠壓、高速切割、撞擊和研磨等綜合作用，從而達(dá)到分散、乳化、破碎的效果。被加工物料本身和物理性質(zhì)和工作腔的數(shù)量以及控制物料在工作腔中停留的時(shí)間決定了粒徑分布范圍及均化、細(xì)化的效果和產(chǎn)量的大小。高的轉(zhuǎn)速和剪切率對(duì)于獲得超細(xì)微懸浮液是重要的。根據(jù)一些行業(yè)特殊要求，依肯公司在ER2000系列的基礎(chǔ)上又開(kāi)發(fā)出ERS2000超高速剪切分散乳化機(jī)。其剪切速率可以超過(guò)10.000 rpm，轉(zhuǎn)子的速度可以達(dá)到40m/s。在該速度范圍內(nèi)，由剪切力所造成的湍流結(jié)合專門(mén)研制的電機(jī)可以使粒徑范圍小到納米級(jí)。剪切力更強(qiáng)，乳液的粒經(jīng)分布更窄。由于能量密度*,無(wú)需其他輔助分散設(shè)備。

納米纖維素在線式高剪切分散機(jī)技術(shù)參數(shù)

設(shè)備等級(jí)：化工級(jí)、衛(wèi)生I級(jí)、衛(wèi)生II級(jí)、無(wú)菌級(jí)

電機(jī)形式：普通馬達(dá)、變頻調(diào)速馬達(dá)、防爆馬達(dá)、變頻防爆馬達(dá)、氣動(dòng)馬達(dá)

電源選擇： 380V/50HZ、220V/60HZ、440V/50HZ

電機(jī)選配件： PTC 熱保護(hù)、降噪型

均質(zhì)機(jī)材質(zhì)：SUS304 、SUS316L 、SUS316Ti

均質(zhì)機(jī)選配：儲(chǔ)液罐、排污閥、變頻器、電控箱、移動(dòng)小車

均質(zhì)機(jī)表面處理：拋光、耐磨處理

進(jìn)出口聯(lián)結(jié)形式：法蘭、螺口、夾箍

均質(zhì)機(jī)選配容器：本設(shè)備適合于各種不同大小的容器.

1 表中上限處理量是指介質(zhì)為“水”的測(cè)定數(shù)據(jù)。

2 處理量取決于物料的粘度，稠度和終產(chǎn)品的要求。

3 如高溫，高壓，易燃易爆，腐蝕性等工況，必須提供準(zhǔn)確的參數(shù)，以便選型和定制。

4 本表的數(shù)據(jù)因技術(shù)改動(dòng)，定制而不符，正確的參數(shù)以提供的實(shí)物為準(zhǔn)。