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维素被公认为植物材料最重要的结构组分，常见于木材与甘蔗渣中以维持细胞结构，同时，纤维素对细菌、真菌、藻类甚至海洋动物等也非常重要。纤维素占植物界碳含量的50%以上，在众多的生物质资源中，棉花中的纤维素含量接近100%，一般木材中占40～50%。在我国，由于森林资源不足，纤维素主要来源于非木材的原料，包括棉花、棉短绒、麦草、稻草、芦苇、麻、桑皮、楮皮和甘蔗渣等。纤维素是世界上蕴藏量最丰富的天然高分子化合物，是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖。从结构上看，纤维素是一种由β-1,4-脱水-D-吡喃葡萄糖单元组成的高分子量均聚糖，通常表现出椅状构象，具有独特的三维交联多孔结构。由于表面C2、C3和C6位置存在大量游离活性羟基，因此线性纤维素分子链之间存在强氢键。线性链构成和丰富的官能团，通过表面改性可获得许多纤维素衍生物，比如醋酸纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素等

通常，纳米纤维素的制备可分为两个步骤。第①步是预处理，第②步是缩小尺寸以达到纳米级颗粒。常用的制备方法有氧化法、酶解法、机械法，离子液体法，酸水解法

目前CNF的主流制备方法是机械法，即纤维在高强机械力作用下被解离成单个的纳米纤丝。机械法成本相对较低、对环境影响小、工艺条件简单。

高剪切纳米分散机是高效、快速、均匀地将一个相或多个相固体进入到另一互不相溶的连续相(通常液体)的过程的设备的设备。当其中一种或者多种材料的细度达到微米数量级时，甚至纳米级时，体系可被认为均质。当外部能量输入时，两种物料重组成为均一相。高剪切均质机由于转子高速旋转所产生的高切线速度和高频机械效应带来的强劲动能，使物料在定、转子狭窄的间隙中受到强烈的机械及液力剪切、离心挤压、液层摩擦、撞击撕裂和湍流等综合作用，形成悬浮液。高剪切分散机从而使不相溶的固相、液相、气相在相应熟工艺和适量添加剂的共同作用下，瞬间均匀精细的分散均质，经过高频管线式高剪切分散机的循环往复，最终得到稳定的高品质产品。

影响分散结果的因素有以下几点：

1 分散头的形式（批次式和连续式）（连续式比批次好）

2 分散头的剪切速率（越大，效果越好）

3 分散头的齿形结构（分为初齿，中齿，细齿，超细齿，约细齿效果越好）

4 物料在分散墙体的停留时间，乳化分散时间（可以看作同等的电机，流量越小，效果越好）

5 循环次数（越多，效果越好，到设备的期限，就不能再好

线速度的计算

剪切速率的定义是两表面之间液体层的相对速率。

– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s)
g 定-转子 间距 (m)

由上可知，剪切速率取决于以下因素：

– 转子的线速率

– 在这种请况下两表面间的距离为转子-定子 间距。
IKN 定-转子的间距范围为 0.2 ~ 0.4 mm

速率V= 3.14 X D（转子直径）X 转速 RPM / 60

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