纤维素微球的制备方法.pdf

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1、(10)授权公告号 CN 101921410 B (45)授权公告日 2012.03.21 CN 101921410 B *CN101921410B* (21)申请号 201010283198.0 (22)申请日 2010.09.16 C08L 1/02(2006.01) C08J 3/09(2006.01) B01J 13/02(2006.01) (73)专利权人 武汉工程大学 地址 430074 湖北省武汉市洪山区雄楚大街 693 号 (72)发明人 喻发全 罗晓刚 吴元欣 (74)专利代理机构 湖北武汉永嘉专利代理有限 公司 42102 代理人 崔友明 CN 101338189 A,20。

2、09.01.07,说明书第1页 倒数第 1 段 - 第 5 页第 2 段 . CN 101250267 A,2008.08.27, 权利要求 1-9. Xiaogang Luo et al.Creation of regenerated cellulose microspheres with diameter ranging from micron to millimeter for chromatography applications. Journal of Chromatography A .2010, 第 1217 卷 abstract, experimental. (54) 发明名称。

3、 纤维素微球的制备方法 (57) 摘要 本发明涉及一种纤维素微球的制备方法， 包 括有以下步骤 ： 1） 以碱 / 尿素水溶液或 / 和碱 / 硫脲水溶液为溶剂， 预冷至低温 -5 -12， 然 后加入纤维素在低温下高速搅拌溶解， 最后低速 离心脱泡除去杂质即可得到纤维素溶液 ； 2） 在高 压电场作用下， 进行静电喷射， 最终形成再生的纤 维素微球。本发明的有益效果在于 ： 1） 不易发生 团聚、 可均匀分散 ； 2） 制备工艺简单 ； 3） 无需添加 任何其它乳化剂、 分散剂等助剂， 制备出的产品纯 净， 后处理简单， 以及产品对于生物技术应用领域 特别有优势 ； 4） 利用高压静电喷射技。

4、术， 可大规 模、 低成本生产的制备 ； 5） 改变高分子溶液的浓 度、 静电喷射条件等工艺条件来控制微球的形态 和尺寸。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 时钢印 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 CN 101921410 B1/1 页 2 1. 纤维素微球的制备方法， 其特征在于包括有以下步骤 ： 1） 纤维素溶液的制备 ： 以碱 / 尿素水溶液或 / 和碱 / 硫脲水溶液为溶剂， 预冷至低 温 -5 -12， 然后加入纤维素在低温下高速搅拌溶解， 最后低速离心脱泡除去杂质即 可得到纤维素溶液 ； 2）。

5、 将步骤 1） 制得的纤维素溶液， 在高压电场作用下， 进行静电喷射， 最终形成再生的纤 维素微球， 所述的静电喷射是指将纤维素溶液注入电纺设备中， 调节喷射电压为 10-50kV， 纤维素溶液从电纺设备中形成细流雾化喷出， 经电纺设备的导电板接收， 所述的导电板上 还设置有盛有固化液的导电接收器， 所述的固化液为稀酸水溶液或无机盐水溶液。 2. 按权利要求 1 所述的纤维素微球的制备方法， 其特征在于所述的纤维素溶液从电纺 设备中喷出的流速为 0.1ml/h-10ml/h。 3. 按权利要求 1 或 2 所述的纤维素微球的制备方法， 其特征在于所述的纤维素溶液的 浓度为 0.01wt%-5w。

6、t%。 4. 按权利要求 1 或 2 所述的纤维素微球的制备方法， 其特征在于还包括将步骤 2） 所得 纤维素微球通过离心、 水洗或通过反渗透、 透析进行洗涤。 5. 按权利要求 1 或 2 所述的纤维素微球的制备方法， 其特征在于所述的纤维素微球粒 径为 100nm 300m。 权 利 要 求 书 CN 101921410 B1/3 页 3 纤维素微球的制备方法 技术领域 0001 本发明属于功能材料技术领域， 具体的是涉及一种纤维素微球的制备方法。 背景技术 0002 二十一世纪科学与技术已趋向于可再生的原料以及环境友好、 可持续发展的过程 与方法。美国化学学会第 239 届年会的主题为 。

7、“可持续发展世界的化学” （Chemistry for a Sustainable World） 。 人们开始关注由可再生资源制备的可生物降解的和生物相容的材 料。纤维素是地球上最丰富的、 可以再生的天然资源之一， 具有价廉、 可降解并对环境不产 生污染等特点， 因此世界各国都十分重视对纤维素的研究与开发。纤维素是由纤维素二糖 重复单元通过 -（1 4） -D- 糖 苷键连接而成的线形高分子， 每个脱水葡萄糖单元上的羟基位于C-2、 C-3和C-6位置， 具有 典型的伯醇和仲醇的反应性质， 邻近的仲羟基表现为典型二醇结构。可以经过一系列的化 学改性， 制取不同用途的功能高分子材料。高分子微球是。

8、近二十年来发展起来的一种新型 功能化材料。高分子微球可进一步通过共混、 表面改性等化学反应在其表面引入多种反应 性功能基团， 而具有特定反应性， 如可通过共价键来结合酶、 抗体、 细胞等生物活性物质。 0003 生物高分子微球是指以生物高分子为材料制备的表面连接有特殊功能基团的微 球。 生物高分子微球与化学合成高分子微球相比具有无毒、 生物相容性好等优点， 可作应用 于药物， 酶或其它生物材料的载体， 用作吸附剂和色谱柱填料等不同领域。 发明内容 0004 本发明所要解决的问题是针对现有技术而提出一种纤维素微球的制备方法， 所得 的纤维素微球分散性好， 产品后处理技术简单， 能实现大规模、 低。

9、成本的生产制备， 克服了 现有技术中制备的纤维素微球所用的溶剂基本是有毒有害的有机溶剂， 纤维素微球含有残 留基团易发生团聚， 制备工艺及制备出微球后处理复杂等问题。 0005 本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为 ： 纤维素微球的制备方法， 其特 征在于包括有以下步骤 ： 0006 1） 纤维素溶液的制备 ： 以碱 / 尿素水溶液或 / 和碱 / 硫脲水溶液为溶剂， 预冷至 低温 -5 -12， 然后加入纤维素在低温下高速搅拌溶解， 最后低速离心脱泡除去杂质 即可得到纤维素溶液 ； 0007 2） 将步骤 1） 制得的纤维素溶液， 在高压电场作用下， 进行静电喷射， 最终形成再生 的纤。

10、维素微球。 0008 按上述方案， 所述的静电喷射是指将纤维素溶液注入电纺设备中， 调节喷射电压 为 10-50kV， 纤维素溶液从电纺设备中形成细流雾化喷出， 经电纺设备的导电板接收。 0009 按上述方案， 所述的纤维素溶液从电纺设备中喷出的流速为 0.1ml/h-10ml/h。 0010 按上述方案， 所述的纤维素溶液的浓度为 0.01wt%-5wt%。 0011 按上述方案， 还包括将步骤 2） 所得纤维素微球通过离心、 水洗或通过反渗透、 透析 说 明 书 CN 101921410 B2/3 页 4 进行洗涤。 0012 按上述方案， 所述的导电板上还设置有盛有固化液的导电接收器， 。

11、所述的固化液 为稀酸水溶液或无机盐水溶液。 0013 按上述方案， 所述的纤维素微球粒径为 100nm 300m。 0014 本发明是通过绿色环保纤维素溶剂制备纤维素溶液， 然后采用高压静电喷射技术 来制备纤维素微球， 通过改变高分子溶液的浓度、 静电喷射条件等工艺条件来控制纤维素 微球的形态和尺寸。 由于纤维素无毒和生物相容性好， 所以可作应用于药物， 酶或其它生物 材料的载体， 用作吸附剂和色谱柱填料等不同领域。 产品废弃后可在自然条件下降解， 对环 境无影响。 0015 与已有技术相比较， 本发明的有益效果在于 ： 1） 制备的纤维素微球不易发生团聚、 可均匀分散 ； 2） 制备工艺简单。

12、， 装置只需采用现有的电纺设备 ； 3） 无需添加任何其它乳化 剂、 分散剂等助剂， 制备出的产品纯净， 后处理简单， 以及产品对于生物技术应用领域特别 有优势 ； 4） 利用高压静电喷射技术， 可大规模、 低成本生产的制备 ； 5） 改变高分子溶液的浓 度、 静电喷射条件等工艺条件来控制微球的形态和尺寸。 附图说明 0016 附图 1 为实施例 1 所得到的纤维素微球的光学显微镜照片。 具体实施方式 0017 下面结合实施例对本发明作进一步说明， 但不能作为对本发明的限定。 0018 实施例 1 0019 以 NaOH/ 尿素水溶液预冷到 -12作为溶剂， 加入纤维素高速搅拌溶解， 最后低速。

13、 离心脱泡除去杂质即可得到浓度为 0.01wt% 纤维素溶液， 将 10ml 上述纤维素溶液搅拌 30 分钟， 超声10分钟后加入到注射管内， 加装3mm直径喷头， 并将喷头与高压电源的正极相连 作为阳极， 以铝箔作为导电板与高压电源的负极相连， 调节正负极之间工作距离为 5cm， 喷 头喷射纤维素溶液的流速为 0.1ml/h， 在 10kV 电压下静电喷射， 纤维素溶液从电纺设备中 形成细流雾化喷出， 在导电板上放置稀盐酸固化液， 接收获得平均粒径为 300m 的纤维素 微球。如图 1 所示为纤维素微球的光学显微镜照片。 0020 实施例 2 0021 以 NaOH/ 硫脲水溶液预冷到 -5。

14、作为溶剂， 加入纤维素高速搅拌溶解， 最后低速 离心脱泡除去杂质即可得到浓度为 1wt% 纤维素溶液， 将 10ml 上述纤维素溶液搅拌 30 分 钟， 超声10分钟后加入到注射管内， 加装2mm直径喷头， 并将喷与高压电源的正极相连作为 阳极， 以铝箔作为导电板与高压电源的负极相连， 调节正负极之间工作距离为 10cm， 纤维素 溶液流速为 1ml/h， 在 20kV 电压下静电注射， 纤维素溶液从电纺设备中形成细流雾化喷出， 在导电板 （金属板） 上放置稀硫酸固化液接收， 获得平均粒径为 30m 的纤维素微球。 0022 实施例 3 0023 以 LiOH/ 尿素水溶液预冷到 -12作为溶。

15、剂， 加入纤维素高速搅拌溶解， 最后低速 离心脱泡除去杂质即可得到浓度为 3wt% 纤维素溶液， 将 10ml 上述纤维素溶液搅拌 30 分 钟， 超声10分钟后加入到注射管内， 加装1mm直径喷头， 并将喷与高压电源的正极相连作为 说 明 书 CN 101921410 B3/3 页 5 阳极， 以铝箔作为导电板与高压电源的负极相连， 调节正负极之间工作距离为 20cm， 纤维素 溶液流速为 5ml/h， 在 30kV 电压下静电喷射， 纤维素溶液从电纺设备中形成细流雾化喷出， 在导电板 （金属板） 上放置稀盐酸和稀硫酸混合固化液接收， 获得平均粒径为1m的纤维素 微球。 0024 实施例 4。

16、 0025 以 NaOH/ 尿素水溶液和 NaOH/ 硫脲水溶液作为混合溶剂， 加入纤维素高速搅拌溶 解， 最后低速离心脱泡除去杂质即可得到浓度为5wt%纤维素溶液， 将10ml上述纤维素溶液 搅拌 30 分钟， 超声 10 分钟后加入到注射管内， 加装 1mm 直径喷头， 并将喷与高压电源的正 极相连作为阳极， 以铝箔作为收集器与高压电源的负极相连， 调节正负极之间工作距离为 30cm， 纤维素溶液流速为 10ml/h， 在 50kV 电压下静电喷射， 纤维素溶液从电纺设备中形成 细流雾化喷出， 在导电板 （金属板） 上放置稀氯化钠固化液接收， 获得平均粒径为100nm的纤 维素微球。 说 明 书 CN 101921410 B1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 。