废旧箱板纸生物机械法制备含木素纳米纤维丝的研究文献综述

摘要：纳米纤维素（Nanocellulose）是指主要成分为纤维素，且直径均低于100nm的线状纳米材料，其制备方法主要为化学制备法、机械分离法、化学预处理结合机械分离法、酶处理结合机械分离法^[1]和静电纺丝法等。不同的制备方法所得到的纳米纤维素的结构、形态及性能有所不同。纳米纤维素的机械性能优异，其弹性模量髙、密度低、受热面积大，在制造电极材料，生物医药等方面都有所应用。纳米木质纤维丝为含有木质素的纳米纤维（Lignincellulose nanofibril，LCNF），可通过浆板等为原料制得，一般为高速高压剪切加工，用物理和化学等方法进行预处理。本研究旨在促进废纸板的应用，为废旧箱板纸的高价值利用提供技术支持。以废旧箱板纸作为原料制备含木质素的纳米纤维丝，接着采用机械磨浆和均质机微细化至纳米纤维丝。检测其物理尺寸、热重变化和保水值等。利用废旧箱板纸作为制备含木质素的纳米纤维丝。

关键词：废旧箱板纸；生物机械法；纳米纤维素；

一．前言

21世纪以来，随着科技和工业生产的快速发展，我们的生产生活方式发生了巨大变革，这也导致了石油 煤炭等化石资源的日益衰竭。同时，长期从石油化工获取能源燃料和化工产品的方式，也带来了日益严重的环境问题。因此，实现可持续发展，开发利用可再生的资源，从中获取新能源和新材料，必然成为 当前和今后的重要研究领域。木质纤维资源，作为植物光合作用的产物，是自然界中含量最多的天然可再生性生物高分子材料[1]。从木质纤维资源开发新概念的生物能源、生物 材料、生物化工产品等，愈来愈受到世界主要工化国家的 关注和重视。

二．相关概念

纳米纤维素：纤维素是自然界蕴藏最丰富的天然高分子材料， 广泛存在于树木、棉麻等植物及部分动物等生命体之中。纤维素通过物理、化学、生物或多种手段共同作用，制备得到的纳米纤维素，作为增强剂等助剂得到广泛认可，其具备高强度和高弹性模量，且对环境有益，被视为下一代新型绿色材料。纳米纤维素由于其比表面积大、长径比高、机械强度高，因而有较高的抗张强度；具有热膨胀系数低、易化学改性、成本低、可再生、可生物降解、环境友好等特性，在复合材料增强作用方面具有良好的应用前景，是一种性能优异的填充材料;纳米纤维素还具有乳化 和增稠的作用，以及流变性和高分散性，在造纸工业、食品工业、生物技术领域以及纳米新材料等方面，有着诸多应用[2]。

纳米木质纤维丝：即含有木质素的纳米纤维丝（lignin-cellulose nanofibril，LCNF），可通过浆板等为原料制得，一般为高速高压剪切加工，会用物理和化学等方法进行预处理。纳米木质纤维丝可应用于制作低热量的健康食物、取代化妆品中的某些昂贵化学成分、纸料涂布改善纸张性能、导电材料以及复合材料等。

纳米纤维素依据其功能，尺寸，制备过程及制备条件，大致可以分为两类：纳米微晶纤维素（Nanocrystalline cellulose,NNC）,以及纤维素纳米纤丝（Nanofiberillated cellulose,NFC）.