申请/专利权人：南京林业大学

申请日：2017-01-05

公开（公告）日：2021-01-05

公开（公告）号：CN106750339B

主分类号：C08G81/00(20060101)

分类号：C08G81/00(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.01.05#授权;2017.06.23#实质审查的生效;2017.05.31#公开

摘要：本发明公开了一种超支化聚酰胺功能化纳米纤维素的制备方法，其步骤包括：A、纳米纤维素加入水中，用超声仪或均质仪分散，形成纤维素纳米晶体悬浮液；B、在纤维素纳米晶体悬浮液中加入氧化剂，避光反应；C、氧化纳米纤维素用去离子水洗涤，然后置于能反应残留氧化剂的溶液中浸泡，再经去离子水充分洗涤；D、将氧化纳米纤维素置于超支化聚酰胺溶液中反应，然后洗涤。本发明制得的纳米纤维素表面具有大量的氨基和酰胺基等官能团，能够降低纳米纤维素的团聚，与酰胺以及与氨基反应聚合物的相容性，同时表面官能团与纳米纤维素表面形成化学结合，提高了结合的稳定性。

主权项：1.一种超支化聚酰胺功能化纳米纤维素的制备方法，其步骤包括：A、纳米纤维素加入一定量水中，用超声仪或均质仪分散，形成纤维素纳米晶体悬浮液；B、在纤维素纳米晶体悬浮液中加入选择性氧化剂，避光反应，氧化剂与纳米纤维素重量比为0.5-2∶1；C、将氧化后的纳米纤维素离心分离后收集下层固体，用去离子水洗涤数次后，然后置于能反应残留氧化剂的溶液中浸泡，浸泡时间30-60min，再经去离子水充分洗涤；D、将氧化纳米纤维素置于超支化聚酰胺水溶液中反应，离心分离后收集下层固体，用去离子水洗涤；其中，所述纳米纤维素为纳米晶体、纳米晶须或纳米纤丝；步骤C中所述溶液为丙三醇或乙二醇。

全文数据：超支化聚酰胺功能化纳米纤维素的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种超支化聚酰胺功能化纳米纤维素的制备方法，属于纤维素纳米材料功能化领域。背景技术[0002]纳米纤维素是至少一维尺寸达到1-100nm的纤维素材料，作为一种新型的纳米生物质材料，日益受到科学和产业界的广泛关注。纳米纤维素具有极大的比表面积、高结晶度、高模量、高强度等特性不同于宏观尺寸的纤维素材料，被广泛应用于增强聚合物基复合材料。与普通的无机纳米材料比较，纳米纤维素还具有天然聚合物的生物降解性、生物相容性、可再生以及环境友好等特性，在组织工程、药物载体以及荧光纳米指示剂等生物医药方面具有突出的优势。但是纳米纤维素表面存在大量的羟基和极性基团使得纳米纤维素和普通纳米材料一样极易发生团聚，很难在非极性聚合物基体中分散和相容。表面改性是实现纳米纤维素应用的关键步骤，直接关系到纳米纤维素填充复合材料的性能。表面功能化改性一方面可以降低纳米纤维素聚集，另一方面可以提高与基体的相容性。因此，寻找有效的功能化纳米纤维素是其在增强聚合物，生物医学，透明材料等方面应用的前提。发明内容[0003]本发明的目的是提供一种超支化聚酰胺功能化纳米纤维素的制备方法。[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:一种超支化聚酰胺功能化纳米纤维素的制备方法，其步骤包括：A、纳米纤维素加入一定水中，用超声仪或均质仪分散，形成纤维素纳米晶体悬浮液；B、在纤维素纳米晶体悬浮液中加入选择性氧化剂，避光反应，氧化剂与纳米纤维素重量比为0.5-2:1;C、将氧化后的纳米纤维素离心分离后收集下层固体，用去离子水洗涤数次后，然后置于能反应残留氧化剂的溶液中浸泡，浸泡时间30-60min，再经去离子水充分洗涤；D、将氧化纳米纤维素置于超支化聚酰胺水溶液中反应，然后离心分离后收集下层固体，用去离子水洗涤。[0005]进一步的，步骤B中所述氧化剂为高碘酸盐，氧化温度为20-60°C，氧化时间30-180min，氧化pH=4-9。[0006]进一步的，所述高碘酸盐为NaI04或KI04。[0007]进一步的，步骤C中所述溶液为丙三醇，乙二醇或乙醇。[000S]进一步的，步骤D中所述超支化聚酰胺为脂肪族聚酰胺、芳香族聚酰胺或者脂肪与芳香族混合聚酰胺。[0009]进一步的，步骤D中所述超支化聚酰胺溶液浓度为1-I5gL，反应温度20-6TC，反应时间5-30分钟。[0010]进一步的，所述纳米纤维素为纳米晶体、纳米晶须或纳米纤丝。[0011]本发明制得的纳米纤维素表面具有大量的胺基和酰胺基等官能团，官能团与纳米纤维素表面形成化学结合，提高了结合的稳定性，同时能够降低纳米纤维素的聚集，与聚酯、聚酰胺、聚乳酸，单宁，木质素和蛋白质等合成和天然极性高分子相容性好。具体实施方式[0012]为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。[0013]实施例1A、纳米晶体加入水中，用超声仪或均质仪分散，形成纤维素纳米晶体悬浮液；B、在1wt%的纤维素纳米晶体悬浮液中加入NaI〇4氧化剂，调节PH=4，40°C避光反应30min，氧化剂与纳米纤维素重量比为〇.5:1;C、氧化纳米纤维素用去离子水洗涤数次后，然后置于lm〇lL的丙三醇溶液中浸泡30min，再经去离子水充分洗涤，氧化产物主要是醛类官能团；D、将氧化纳米纤维素置于浓度为lgL的脂肪族超支化聚酰胺（由丁二酸酐和二乙基三胺熔融缩聚法制备溶液中反应，反应温度60°C，反应时间30分钟，然后洗涤。[0014]E、添加超支化聚酰胺功能化纳米纤维素的单宁胶黏剂压制的胶合板，未改性单宁胶黏剂压制的胶合板性能为0.52MPa，添加未改性纳米纤维的单宁胶黏剂压制胶合板性能为0_64MPa，添加超支化聚酰胺功能化纳米纤维素的单宁胶黏剂压制的胶合板性能为0•77MPa，与未改性纳米纤维改性胶黏剂相比胶合性能提高20%。[0015]实施例2A、纳米纤丝加入水中，用超声仪或均质仪分散，形成纤维素纳米晶体悬浮液；B、在wtl%的纤维素纳米晶体悬浮液中加入NaI〇4氧化剂，调节pH=8,50°C避光反应50min，氧化剂与纳米纤维素重量比为1:1;C、氧化纳米纤维素用去离子水洗涤数次后，然后置于lm〇lL的乙醇溶液中浸泡45tnin，再经去离子水充分洗涤，氧化产物主要是醛类官能团；D、将氧化纳米纤维素置于浓度为3gL的超支化芳香族聚酰胺（由邻苯二甲酸酐和二乙基三胺等熔融缩聚法制备溶液中反应，反应温度40。：，反应时间15分钟，然后洗涤。[0016]E、经检测，添加超支化聚酰胺功能化纳米纤维素的单宁胶黏剂压制的胶合板，未改性单宁胶黏剂压制的胶合板性能为0.52MPa，添加未改性纳米纤维的单宁胶黏剂压制胶合板性能为〇.64MPa，添加超支化聚酰胺功能化纳米纤维素的单宁胶黏剂压制的胶合板性能为0.79MPa，与添加为改性纳米纤维相比胶合性能提高23%。[0017]实施例3A、纳米晶须加入水中，用超声仪或均质仪分散，形成纤维素纳米晶体悬浮液；B、在wtl%的纤维素纳米晶体悬浮液中加入KI〇4氧化剂，调节pH=9，60°C避光反应80min，氧化剂与纳米纤维素重量比为1:1;C、氧化纳米纤维素用去离子水洗涤数次后，然后置于lmolL的乙二醇溶液中浸泡40min，再经去离子水充分洗涤，氧化产物主要是醛类官能团；D、将氧化纳米纤维素置于浓度为5gL的超支化芳香族聚酰胺（由邻苯二甲酸酐和二乙基三胺等熔融缩聚法制备溶液中反应，反应温度40。：，反应时间15分钟，然后洗涤。[0018]E、经检测，添加超支化聚酰胺功能化纳米纤维素的大豆蛋白胶黏剂压制的胶合板，未改性大豆蛋白胶黏剂压制的胶合板性能为0.62MPa，添加未改性纳米纤维的大豆蛋白胶黏剂压制胶合板性能为0.71MPa，添加超支化聚酰胺功能化纳米纤维素的大豆蛋白胶黏剂压制的胶合板性能为0•84MPa，与添加未改性纳米纤维相比胶合性能提高18%。[0019]实施例4A、纳米纤丝加入水中，用超声伩或均质仪分散，形成纤维素纳米晶体悬浮液；B、在wtl%的纤维素纳米晶体悬浮液中加入似1〇4氧化剂，调节ph=6,2TC避光反应180min，氧化剂与纳米纤维素重量比为2:1;C、氧化纳米纤维素用去离子水洗涤数次后，然后置于lmolL的乙醇溶液中浸泡6〇min，再经去离子水充分洗涤，氧化产物主要是醛类官能团；D、将氧化纳米纤维素置于超支化脂肪族与芳香族聚酰胺（由一定比例丁二酸酐和邻苯二甲酸酐与二乙基三胺熔融缩聚法制备的混合溶液反应，其中浓度为15gL，反应温度2〇°C，反应时间5分钟，然后洗涤。C〇〇a2〇]E、经检测，添加超支化聚酰胺功能化纳米纤维素的尼龙66,未改性尼龙66的拉伸能，63.0MPa，添加未改性纳米纤维的尼龙66的拉伸性能为68•4MPa，添加超支化聚酰胺功能化纳米纤维素尼龙66的拉伸性能为83.5MPa，与未改性纳米纤维相比拉伸性能提高22%〇

权利要求：1.一种超支化聚酰胺功能化纳米纤维素的制备方法，其步骤包括：A、纳米纤维素加入一定量水中，用超声仪或均质仪分散，形成纤维素纳米晶体悬浮液；B、在纤维素纳米晶体悬浮液中加入选择性氧化剂，避光反应，氧化剂与纳米纤维素重量比为0.5-2:1;C、将氧化后的纳米纤维素离心分离后收集下层固体，用去离子水洗涤数次后，然后置于能反应残留氧化剂的溶液中浸泡，浸泡时间30-60min，再经去离子水充分洗涤；D、将氧化纳米纤维素置于超支化聚酰胺水溶液中反应，离心分离后收集下层固体，用去离子水洗涤。2.权利要求述的超支化聚酰胺功能化纳米纤维素的制备方法，其特征在于:步骤b中所述氧化剂为尚碘酸盐，氧化温度为20-60°C，氧化时间30-180min，氧化pH=4-9。3.据权利要求2所述的超支化聚酰胺功能化纳米纤维素的制备方法，其特征在于:所述高碘酸盐为NaI〇4或KI〇4。4.据权利要求2所述的超支化聚酰胺功能化纳米纤维素的制备方法，其特征在于:步骤C中所述溶液为丙三醇，乙二醇或乙醇。5.据权利要求4所述的超支化聚酰胺功能化纳米纤维素的制备方法，其特征在于:步骤D中所述駐化雜旨脑S_、芳難聚_棘離肖靜臟合聚醜胺。6.据权利要求5所述的超支化聚酰胺功能化纳米纤维素的制备方法，其特征在于:步骤D中所述超支化聚酰胺溶液浓度为1-15gL，反应温度2〇—6〇，反应时间5-30分钟。7.据权利要求1-6$任-棚述_支化職纖功能化纳米雌雜齡施，其特征在于:所述纳米纤维素为纳米晶体、纳米晶须或纳米纤丝。

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