日本纳米纤维素概况(二):生产企业及其产品
日本已有多家企业实现了或正在进行CNF的产业化制备。日本制纸目前四家CNF生产工厂,产能分别为:CM-CNF 30吨/年,TEMPO-CNF30吨/年,TEMPO-CNF 500吨/年和乙酰化CNF增强树脂10吨/年;王子制纸的磷酸化CNF产能为40吨/年;大王制纸的CNF产能100吨/年;Chuetsu浆纸公司的ACC-CNF产能为100吨/年;Kusano Sakko公司的细菌纤维素产能为3吨/年;Seiko PMC公司的ASA-CNF/树脂产能为 24吨/年;京都大学的含木质素CNF增强树脂产能为10吨/年等。
(1)日本制纸:
1)TEMPO-CNF:宽度2-4nm;产能30吨/年和500吨/年,分别于 2013年11月和2017年4月投产;
2)羧甲基化CNF,牌号为CELLENPIA®,宽度2-15nm,产能30-100吨/年,于2017年9月投产;
3)乙酰化LCNF增强塑料,产能10吨/年,于2017年6月投产。
(2)王子制纸:
磷酸化CNF,牌号AUROVISCO®,用于制备水凝胶和透明膜。其磷酸化过程主要采用尿素和磷酸氢氨,在水性条件下165℃加热200s,用水洗涤后再加入稀氢氧化钠,经高压均质后制得。
(3)大王制纸:
产品为机械纤化CNF以及用于日用品的CNF亚磷酸酯,牌号为ELLEX®。大王制纸开发了新的机械纤化过程,与传统机械处理相比,能耗可降低89%,如果将预处理与新机械纤化过程结合,则能耗可降低95%。
(4)Kyushu大学和Chuetsu浆纸公司:
以硫酸盐竹浆为原料,采用水逆碰撞法(ACC)制备疏水的CNFs,牌号NANOFOREST®。2015年1月,Chuetsu浆纸公司宣布成功制备了ACC纳米纤维素与聚丙烯共混的纳米复合材料。
(5)AsahiKASEI公司:
以机械纤化纤维素纳米纤维制得无纺布材料,牌号为CNF-nw®。根据所使用纤维素原料的纤维直径不同,可获得不同孔隙的CNF层。以织物层为衬底,可在其上面形成3-80微米的CNF-nw薄层。另外,他们还制备了低热膨胀系数和高储存模量的100nm-NFC-nw/环氧树脂复合膜。
(6)DAICEL公司:
主要生产传统微纤化纤维素和高纳米纤化纤维素纤维,牌号分别为:CELISH®和nano-CELISH®。
(7)HokuetsuToyo纤维公司:
产品有类蜘蛛丝网络结构的CNF低温凝胶,将其与玻璃纤维复合后可得到ULPA级别的空气滤层,用于高性能空气过滤器。另一个产品是氯化锌水溶液处理的全纤维素复合材料板,用氯化锌溶液部分处理纳纤化的纤维素纤维可得到高湿强、高干强但有任性的全纤维素板。
(8)GPIRENGO公司:
采用黄原酸盐法生产新型纤维素纳米纤维:Xanthate CNF。纤维素纤维与氢氧化钠和二硫化碳在水溶液中反应后得到取代度为0.1-0.4的产物,在水中进行解离后得到高粘度的透明凝胶产品,其晶型结构为纤维素I型。
(9)DKS公司:
主要产品是高功能纳米材料——TEMPO-CNF分散体,牌号为RHEOCRYSTA®。该分散体具有独特的触变性和稳定的油分散性能,2013年DKS已将该分散体应用于圆珠笔的油墨分散剂,用以提高书写的流畅性。
(10)花王公司:
主要产品有两种,一种是高氧气阻隔的纳米粘土/TEMPO-CNF复合膜,其在80%RH湿度下的阻氧性能好于铝溅射膜;另一种产品是表面改性TEMPO-CNF塑料复合体,采用双接枝体系进行表面改性,改性TEMPO-CNF的加入有效地改善了复合薄膜的杨氏模量和热膨胀系数。
(11)京都大学:
开发了从木材到高性能CNF/汽车和其他塑料复合材料的一致生产系统——Kyoto Process®。用乙酰化的纤维素纳米纤维增强PA6发泡材料与玻璃纤维增强的PA6相比,发动机盖的重量可减轻30%。
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