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236中国造纸学会第二十届学术年会论文集

纳米纤维素产业化进展及市场趋势分析

董凤霞葛继明陈丽卿*

（中国制浆造纸研究院有限公司，北京，100102）

摘要：近年来，随着人们对可再生生物质资源转化利用的日益重视，纳米纤维素因其独特的性质而受到广泛关注。本文主要介绍了纳米

纤维素国内外的产业化进展，并简要分析了纳米纤维素未来几年的市场趋势及面临的主要问题。

关键词：纳米纤维素；产业化；市场预测

近年来，纳米纤维素制备技术及产品的应用研究取得了惊人的进展。制浆造纸工业发达的北欧诸国、加

拿大、美国和日本在纳米纤维素的研究方面都有巨大的投入。2000—2011年的10年间，全球纳米纤维素专利

和相关的技术信息报道增长了近50倍。可以说，纳米纤维素作为新一代生物纳米材料已得到了业界的普遍关

注，如纳米纤维素基水凝胶、纳米纤维素基生物医学材料的研究，纳米纤维素在石油和天然气行业中智能钻井

液的成功应用，纳米纤维素膜在能源设备中的应用及纳米纤维素基柔性锂离子电池成功问世等［1-2］。2016年，

全球纳米纤维素的市场规模达到了4.77亿美元，预计2024年将跃升至28.9亿美元，其间复合年均增长率约

25%［3］。

自2011年来，纳米纤维素制备技术快速进入商业化的市场态势已经形成，然而由于成本较高且缺乏有效

的绿色加工体系，纳米纤维素的应用尚未得到广泛发展。目前，关于纳米纤维素具体产业化和市场分析方面

的报道鲜有。本文主要介绍由木材或农业/林业剩余物制备的纳米纤维素的发展现状及其产业化进展，并简要

分析了纳米纤维素未来的市场发展趋势和存在的问题，以期为我国制定纳米纤维素发展策略、科研机构及科

研人员开展纳米纤维素研究的学术交流和合作提供依据。

1纳米纤维素相关术语及发展现状

纳米纤维素是基于纤维素的纳米材料的通称，纳米纤维素制备取之于可再生资源，目前常用的原料主要

包括木浆、竹浆、秸秆、稻草、甘蔗渣、甜菜等。纳米纤维素的术语表达众多，且容易引起混淆。笔者通过

查阅相关文献，目前，有2个国际机构给出纳米纤维素的标准术语，分别为：2017年10月，国际标准化组织

（ISO）发布了“ISO/TS20477：2017Nanotechnologies—StandardTermsandTheirDefinitionforCelluloseNanoma⁃

terial”（纳米技术——纤维素纳米材料的标准术语和定义）的国际标准，对不同类型的纤维素纳米材料（包

括生产过程中出现的其他成分）进行了规范定义，即纤维素纳米材料、纤维素纳米纤丝和纤维素纳米晶体对

应的规范英文表达分别为CelluloseNanomaterial（CNM）、CelluloseNanofibril（CNF）和CelluloseNanocrystal

（CNC）；美国制浆造纸工业协会（TAPPI）在新标准中也重新定义了“纳米纤维素”术语，该标准将纳米纤

维素分类为长纤维状纤维素纳米纤丝（CNF）和短棒状纤维素纳米晶体（CNC）及纤维素纳米结构材料（纤

维素微原纤维素和纤维素纳米复合材料）。

一般依据尺寸、形貌及制备方法的不同，纳米纤维素可以分为：纤维素纳米纤丝（CNF）、纤维素纳米

晶体（CNC）和细菌纤维素（BC），其中细菌纤维素是由细菌将低分子质量的糖合成纳米纤维素，该类纳米

纤维素不在本文介绍范围内。制备CNC和CNF的方法主要通过物理或化学手段将天然纤维素降解为具有纳

米尺度的纤维素，具体形态见图1。有关CNF和CNC的实验室制备方法相关综述已经很多，在此，笔者不在

详述。

作者简介：董凤霞，女，1983年生；高级工程师；主要从事《中国造纸》期刊编辑、出版等方面的工作。

*通信联系人：陈丽卿，女，高级工程师；主要从事《中国造纸学报》《PaperandBiomaterials》期刊编辑、出版等方面的工作；

E-mail：tcpp@。

中国造纸学报2022年增刊237

(a)CNF白色粉末(b)MFC膏状乳白色

(c)磺化CNC膏状乳白色(d)CNC膏状乳白色