CN108754658A - 一种细菌纤维素复合材料纱线的制备方法 - Google Patents

一种细菌纤维素复合材料纱线的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108754658A
CN108754658A CN201810661953.0A CN201810661953A CN108754658A CN 108754658 A CN108754658 A CN 108754658A CN 201810661953 A CN201810661953 A CN 201810661953A CN 108754658 A CN108754658 A CN 108754658A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bacteria cellulose
composite material
preparation
cellulose composite
hydrogel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810661953.0A
Other languages
English (en)
Inventor
俞书宏
管庆方
韩子盟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Science and Technology of China USTC
Original Assignee
University of Science and Technology of China USTC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Science and Technology of China USTC filed Critical University of Science and Technology of China USTC
Priority to CN201810661953.0A priority Critical patent/CN108754658A/zh
Publication of CN108754658A publication Critical patent/CN108754658A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F2/00—Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof
    • D01F2/06—Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof from viscose
    • D01F2/08—Composition of the spinning solution or the bath
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/02—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from cellulose, cellulose derivatives, or proteins

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明提供了一种细菌纤维素复合纱线的制备方法，包括：在轴向拉力的作用下，将长条状的细菌纤维素复合材料水凝胶旋转揉捻至线状，保持轴向拉力干燥，得到细菌纤维素复合材料纱线。本申请以细菌纤维素复合材料水凝胶作为原料，通过轴向拉伸且旋转揉捻的方式，制备了细菌纤维素复合材料纱线，该细菌纤维素复合材料纱线具有功能性，且制备方法简单。

Description

一种细菌纤维素复合材料纱线的制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料加工技术领域，尤其涉及一种细菌纤维素复合材料纱线的制备方法。
背景技术
细菌纤维素是在不同条件下，由醋酸菌属、土壤杆菌属、根瘤菌属和八叠球菌属等中的某种微生物合成的纤维素的统称。细菌纤维素作为一种新型生物材料，其具有许多优越的性质，如：良好的微观三维网络结构、良好的结晶性、高化学纯度、高亲水性、高生物相容性以及良好的机械性能等，因而细菌纤维素在很多领域有着广泛的应用前景。此外，通过将细菌纤维素与功能纳米颗粒复合可以实现细菌纤维素的多功能化，得到先进多功能复合材料。
如何将细菌纤维素复合材料深加工成功能性纤维、膜或大块器件材料，是实现细菌纤维素应用的重点和难点。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种细菌纤维素复合材料纱线的制备方法，本申请可成功制备功能性的细菌纤维素复合材料纱线。
有鉴于此，本申请提供了一种细菌纤维素复合纱线的制备方法，包括：
在轴向拉力的作用下，将长条状的细菌纤维素复合材料水凝胶旋转揉捻至线状，保持轴向拉力干燥，得到细菌纤维素复合材料纱线。
优选的，所述细菌纤维素复合材料水凝胶为纳米材料、高分子材料与其他纤维素中的一种与细菌纤维素复合而成的水凝胶。
优选的，所述纳米材料选自碳纳米管、氧化石墨烯、黏土片、氮化硼纳米片、二氧化锡纳米颗粒、二氧化钼纳米片、四氧化三铁纳米颗粒、氧化锌纳米线、金纳米颗粒和量子点中的一种或多种；所述高分子材料为天然高分子材料或合成高分子材料；所述其他纤维素选自木头剥离的纤维素或基于细菌纤维素制备的纤维素。
优选的，所述细菌纤维素复合材料水凝胶的宽度为0.1～0.5cm。
优选的，在轴向拉力的作用下的轴向拉力是将所述细菌纤维素复合材料水凝胶拉紧且不拉断的拉力。
优选的，所述干燥的方式为自然晾干或烘干。
优选的，所述细菌纤维素复合材料纱线的直径为50～150μm。
本申请提供了一种细菌纤维素复合材料纱线的制备方法，其是在轴向拉力的作用下，将长条状的细菌纤维素复合材料水凝胶旋转揉捻至线状，且保持轴向拉力干燥，即得到了细菌纤维素复合材料纱线。本申请以细菌纤维素复合材料水凝胶作为原料，通过轴向拉伸且旋转揉捻的方式，制备了细菌纤维素复合材料纱线，该细菌纤维素复合材料纱线具有功能性，且制备方法简单。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的细菌纤维素/碳纳米管复合材料纱线的照片；
图2为本发明实施例2制备的细菌纤维素/纳米二氧化锡复合材料纱线的照片。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明实施例公开了一种细菌纤维素复合纱线的制备方法，包括：
在轴向拉力的作用下，将长条状的细菌纤维素复合材料水凝胶旋转揉捻至线状，保持轴向拉力干燥，得到细菌纤维素复合材料纱线。
在上述细菌纤维素复合纱线的制备过程中，本申请以细菌纤维素复合材料水凝胶作为原料，通过将其旋转揉捻至线状，实现了细菌纤维素复合材料的深加工，且制备得到的细菌纤维素复合材料纱线可应用于诸多领域，扩大了其应用范围。
具体的，本申请首先将长条状的细菌纤维素复合材料水凝胶在轴向拉力的作用下进行旋转揉捻。在此过程中，所述长条状的细菌纤维素复合材料水凝胶是由细菌纤维素复合材料水凝胶经过剪切后得到；具体是由一定厚度的细菌纤维素复合材料水凝胶切成一定宽度的长条形细菌纤维素复合材料水凝胶；上述一定厚度为0.2～4cm，所述一定宽度为0.1～0.5cm；在具体实施中，所述一定宽度为0.3～0.4cm，所述一定厚度为0.5cm～2cm。
所述细菌纤维素复合材料水凝胶是由细菌纤维素与纳米材料形成的复合材料水凝胶，或细菌纤维素与高分子形成的复合材料水凝胶，或细菌纤维素与其他纤维素形成的复合材料水凝胶；具体的，所述纳米材料选自碳纳米管、氧化石墨烯、黏土片、氮化硼纳米片、二氧化钼纳米片、四氧化三铁纳米颗粒、氧化锌纳米线、纳米二氧化锡、金纳米颗粒和量子点中的一种或多种，在具体实施例中，所述纳米材料选自碳纳米管或纳米二氧化锡。所述高分子可以为天然高分子材料，也可以为合成高分子材料，即能与细菌纤维素复合的高分子均可以。所述其他纤维素为能与细菌纤维素制备成复合材料的不同种类的纤维素，可选自木头剥离的纤维素，也可以选自基于细菌纤维素制备的纤维素。所述细菌纤维素复合材料水凝胶的制备方法按照本领域技术人员熟知的方式进行，对此本申请没有特别的限制。
按照本发明，形成细菌纤维素复合材料纱线的关键步骤为：细菌纤维素复合材料水凝胶在轴向拉力的作用下旋转揉捻成线状的过程，该过程具体为：将细菌纤维素复合材料水凝胶两端或中间某一段夹住，两端反向旋转，将细菌纤维素复合材料水凝胶揉捻至线状，即得到初始细菌纤维素复合材料纱线。上述轴向拉力具体是指能够将所述细菌纤维素复合材料水凝胶拉紧且又不拉断的轴向拉力。
为了保持形成的纱线的形状，本申请在保持轴向拉力的情况下进行干燥，以得到细菌纤维素复合材料纱线；同时轴向拉力也可以使细菌纤维素复合材料微观取向上增加强度。按照本发明，所述干燥可以为自然晾干，也可以为烘干。
本申请提供了细菌纤维素复合材料纱线的制备方法，该方法制备得到的细菌纤维素复合材料纱线由于复合材料的不同而呈现出不同的颜色，例如：细菌纤维素/碳纳米管复合材料纱线为黑色，细菌纤维素/纳米二氧化锡复合纱线呈灰白色，细菌纤维素/黏土片复合材料纱线呈白色等。本申请制备复合膜的方法简单、廉价、绿色环保，可实现大规模应用。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的细菌纤维素复合材料纱线的制备方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
将厚度为0.7cm的细菌纤维素/碳纳米管复合材料水凝胶，切成宽度0.5cm的长条；
将细菌纤维素/碳纳米管复合材料水凝胶两端夹住，在施加适当轴向拉力的情况下进行旋转揉捻，揉捻至直径100μm左右后，保持轴向拉力自然晾干，得到细菌纤维素/碳纳米管复合材料纱线。
图1为本实施例制备的细菌纤维素/碳纳米管复合材料纱线数码照片。
实施例2
将厚度为0.5cm的细菌纤维素/纳米二氧化锡复合材料水凝胶，切成宽度0.4cm的长条；
将细菌纤维素/碳纳米管复合材料水凝胶两端夹住，在施加适当轴向拉力的情况下进行旋转揉捻，揉捻至直径60μm左右后，保持轴向拉力自然晾干，得到细菌纤维素/碳纳米管复合材料纱线。
图2为本实施例制备的细菌纤维素/纳米二氧化锡复合材料纱线数码照片。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种细菌纤维素复合纱线的制备方法，包括：
在轴向拉力的作用下，将长条状的细菌纤维素复合材料水凝胶旋转揉捻至线状，保持轴向拉力干燥，得到细菌纤维素复合材料纱线。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述细菌纤维素复合材料水凝胶为纳米材料、高分子材料与其他纤维素中的一种与细菌纤维素复合而成的水凝胶。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述纳米材料选自碳纳米管、氧化石墨烯、黏土片、氮化硼纳米片、二氧化锡纳米颗粒、二氧化钼纳米片、四氧化三铁纳米颗粒、氧化锌纳米线、金纳米颗粒和量子点中的一种或多种；所述高分子材料为天然高分子材料或合成高分子材料；所述其他纤维素选自木头剥离的纤维素或基于细菌纤维素制备的纤维素。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述细菌纤维素复合材料水凝胶的宽度为0.1～0.5cm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在轴向拉力的作用下的轴向拉力是将所述细菌纤维素复合材料水凝胶拉紧且不拉断的拉力。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的方式为自然晾干或烘干。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述细菌纤维素复合材料纱线的直径为50～150μm。
CN201810661953.0A 2018-06-25 2018-06-25 一种细菌纤维素复合材料纱线的制备方法 Pending CN108754658A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810661953.0A CN108754658A (zh) 2018-06-25 2018-06-25 一种细菌纤维素复合材料纱线的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810661953.0A CN108754658A (zh) 2018-06-25 2018-06-25 一种细菌纤维素复合材料纱线的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108754658A true CN108754658A (zh) 2018-11-06

Family

ID=63976929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810661953.0A Pending CN108754658A (zh) 2018-06-25 2018-06-25 一种细菌纤维素复合材料纱线的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108754658A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112094443A (zh) * 2019-06-18 2020-12-18 中国科学技术大学 一种具有有序编织结构的细菌纤维素复合材料的制备方法
CN112094442A (zh) * 2019-06-18 2020-12-18 中国科学技术大学 一种取向螺旋结构的细菌纤维素材料及其制备方法
CN112092419A (zh) * 2019-06-18 2020-12-18 中国科学技术大学 一种具有管状结构的细菌纤维素复合板材的制备方法
CN115444978A (zh) * 2022-09-14 2022-12-09 中国科学技术大学 一种仿生人工韧带材料及其制备方法
CN115739023A (zh) * 2022-11-29 2023-03-07 中国科学技术大学 一种基于微生物富集的铁氮共掺杂生物碳材料、其制备方法及应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103173875A (zh) * 2011-12-26 2013-06-26 中原工学院 纳米细菌纤维素超细纤维加工设备
CN103184621A (zh) * 2011-12-31 2013-07-03 中原工学院 细菌纤维素纤维基纳米碳纤维机织布的制备方法
CN105592865A (zh) * 2013-08-01 2016-05-18 因特里斯伍有限公司 水凝胶纤维及其制备
CN107899060A (zh) * 2017-11-14 2018-04-13 安徽斯麦特医学技术开发有限公司 一种医用绷带的制备方法
CN107982089A (zh) * 2017-12-04 2018-05-04 上海应用技术大学 一种具有抑菌功效的细菌纤维素面膜的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103173875A (zh) * 2011-12-26 2013-06-26 中原工学院 纳米细菌纤维素超细纤维加工设备
CN103184621A (zh) * 2011-12-31 2013-07-03 中原工学院 细菌纤维素纤维基纳米碳纤维机织布的制备方法
CN105592865A (zh) * 2013-08-01 2016-05-18 因特里斯伍有限公司 水凝胶纤维及其制备
CN107899060A (zh) * 2017-11-14 2018-04-13 安徽斯麦特医学技术开发有限公司 一种医用绷带的制备方法
CN107982089A (zh) * 2017-12-04 2018-05-04 上海应用技术大学 一种具有抑菌功效的细菌纤维素面膜的制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
姜猛进: "《高强高模聚乙烯醇纤维=High stength and high modulus polyvinyl alcohol fiber》", 30 June 2017, 国防工业出版社 *
常春雨: "《新型纤维素、甲壳素水凝胶的构建、结构和性能》", 31 October 2015, 知识产权出版社 *
郑帅: "《棉纺技术》", 31 July 2015, 武汉大学出版社 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112094443A (zh) * 2019-06-18 2020-12-18 中国科学技术大学 一种具有有序编织结构的细菌纤维素复合材料的制备方法
CN112094442A (zh) * 2019-06-18 2020-12-18 中国科学技术大学 一种取向螺旋结构的细菌纤维素材料及其制备方法
CN112092419A (zh) * 2019-06-18 2020-12-18 中国科学技术大学 一种具有管状结构的细菌纤维素复合板材的制备方法
CN112092419B (zh) * 2019-06-18 2022-04-19 中国科学技术大学 一种具有管状结构的细菌纤维素复合板材的制备方法
CN112094443B (zh) * 2019-06-18 2022-04-19 中国科学技术大学 一种具有有序编织结构的细菌纤维素复合材料的制备方法
CN112094442B (zh) * 2019-06-18 2022-05-13 中国科学技术大学 一种取向螺旋结构的细菌纤维素材料及其制备方法
CN115444978A (zh) * 2022-09-14 2022-12-09 中国科学技术大学 一种仿生人工韧带材料及其制备方法
CN115739023A (zh) * 2022-11-29 2023-03-07 中国科学技术大学 一种基于微生物富集的铁氮共掺杂生物碳材料、其制备方法及应用
CN115739023B (zh) * 2022-11-29 2024-02-09 中国科学技术大学 一种基于微生物富集的铁氮共掺杂生物碳材料、其制备方法及应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108754658A (zh) 一种细菌纤维素复合材料纱线的制备方法
Eichhorn Cellulose nanowhiskers: promising materials for advanced applications
Wang et al. Super‐strong, super‐stiff macrofibers with aligned, long bacterial cellulose nanofibers
Ifuku et al. Fibrillation of dried chitin into 10–20 nm nanofibers by a simple grinding method under acidic conditions
US9453118B2 (en) Hybrid polymer composite fiber including graphene and carbon nanotube, and method for manufacturing same
Ifuku et al. Effect of a silane coupling agent on the mechanical properties of a microfibrillated cellulose composite
Salaberria et al. Processing of α-chitin nanofibers by dynamic high pressure homogenization: Characterization and antifungal activity against A. niger
Zhang et al. Multiscale deformations lead to high toughness and circularly polarized emission in helical nacre-like fibres
Liu et al. Fabrication and properties of transparent polymethylmethacrylate/cellulose nanocrystals composites
Valentini et al. A novel method to prepare conductive nanocrystalline cellulose/graphene oxide composite films
Li et al. Hybridizing wood cellulose and graphene oxide toward high-performance fibers
Shin et al. Synergistic toughening of composite fibres by self-alignment of reduced graphene oxide and carbon nanotubes
Martínez-Sanz et al. Development of electrospun EVOH fibres reinforced with bacterial cellulose nanowhiskers. Part I: Characterization and method optimization
Juntaro et al. Bacterial cellulose reinforced polyurethane-based resin nanocomposite: a study of how ethanol and processing pressure affect physical, mechanical and dielectric properties
Tang et al. Flexible conductive polypyrrole nanocomposite membranes based on bacterial cellulose with amphiphobicity
Xiong et al. Flexible, highly transparent and iridescent all-cellulose hybrid nanopaper with enhanced mechanical strength and writable surface
JP2015502835A (ja) Ｎｆｃの膜の支持体上への作成方法
NO333728B1 (no) Omdanning av komposittfibere
KR101927203B1 (ko) rGO가 코팅된 PVA/dGO 복합체 섬유 및 이의 제조방법
Nthunya et al. Environmentally benign chitosan-based nanofibres for potential use in water treatment
Bang et al. Effects of pH on electrospun PVA/acid-treated MWNT composite nanofibers
Ali et al. Development of carrageenan modified with nanocellulose-based materials in removing of Cu 2+, Pb 2+, Ca 2+, Mg 2+, and Fe 2+
Jeon et al. Electrical conductivity and optical transparency of bacterial cellulose based composite by static and agitated methods
Nthunya et al. Thermally and mechanically stable β-cyclodextrin/cellulose acetate nanofibers synthesized using an environmentally benign procedure
JP5257813B2 (ja) ポリビニルアルコール系コンポジット繊維およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181106

RJ01 Rejection of invention patent application after publication