[发明专利]一种基于细菌纤维素纳米纤维定向排列的宏观纤维及其制备方法

摘要

本发明涉及一种基于细菌纤维素纳米纤维定向排列的宏观纤维及其制备方法。将酶水解后均匀分散的细菌纤维素纳米纤维在剪切力作用下定向排列，组装为纳米纤维基宏观纤维。通过调控纳米纤维的结构、尺寸和分散程度，纳米纤维的有序度以及纳米纤维间作用力，建立一种基于细菌纤维素纳米纤维定向排列的一维柔性材料连续制备的体系方法。此方法将凝固成型与交联一体化，缩短了工艺流程，使低交联的宏观纤维拉伸提高纳米纤维的有序排列程度，实现高力学性能宏观纤维的制备，从而将细菌纤维素纳米纤维优异的力学性能和柔性从纳米尺度更加有效的拓宽至宏观尺寸。

主权项

1.一种基于细菌纤维素纳米纤维定向排列的宏观纤维的制备方法，其特征是包括以下步骤：(1)预处理；细菌纤维素湿膜粉碎打浆后，浸泡于含有单组分葡聚糖内切酶的磷酸盐缓冲剂中培养，然后离心浓缩形成纺丝悬浮液；(2)细菌纤维素纳米纤维成型交联；将所述纺丝悬浮液以剪切速率1000～4000s‑1挤出并浸入组成为金属离子溶液的凝固浴中成型交联，获得初始宏观纤维；所述金属离子溶液为硫酸铁、硫酸铜或氯化钙的极性溶剂/水溶液；所述极性溶剂为丙酮、乙醇、乙醚或四氢呋喃中的一种以上；(3)细菌纤维素纳米纤维定向排列；将所述初始宏观纤维浸入拉伸浴中，进行拉伸；所述拉伸浴为丙酮、乙醇、乙醚或四氢呋喃中的一种以上；(4)后处理；用去离子水洗净，并将纤维干燥；即制得基于细菌纤维素纳米纤维定向排列的宏观纤维；所述纺丝悬浮液为水相，固含量为1～6wt％，其中细菌纤维素的聚合度为250～600，细菌纤维素纳米纤维直径为15～40nm，长度大于5μm；所述金属离子溶液的浓度为1～3wt％；所述极性溶剂/水溶液中极性溶剂与水的体积比为4:1～5:1；凝固浴温度为5～25℃，在凝固浴中的停留时间为20s～40s。