一種具有半溶解性的植物纖維及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種具有半溶解性的植物纖維及其制備方法，涉及纖維技術領域。本發明專利技術先將預處理納米羥基磷灰石、N?異丙基丙烯酰胺和水混合，制得處理液，將植物纖維經過處理液二浸二軋處理后，再進行輻射處理，制得預處理植物纖維，然后將預處理植物纖維用離子液體進行溶解，得改性植物纖維混合液，最后將改性改性植物纖維混合液與羧甲基殼聚糖混合后，在引發劑和促進劑的作用下進行反應后，制得具有半溶解性的植物纖維。本發明專利技術制備的具有半溶解性的植物纖維在具備半溶解性的同時具有優異的力學性能和吸濕性。

【技術實現步驟摘要】
一種具有半溶解性的植物纖維及其制備方法
本專利技術涉及纖維
，具體為一種具有半溶解性的植物纖維及其制備方法。
技術介紹
植物纖維是廣泛分布在種子植物中的一種厚壁組織。它的細胞細長，兩端尖銳，具有較厚的次生壁，壁上常有單紋孔，成熟時一般沒有活的原生質體。植物纖維是纖維素與各種營養物質結合生成的絲狀或者絮狀物，對于植物具有支撐、連接、包裹、充填等作用，廣泛存在于植物稈莖、根系、果實、果殼中。植物纖維主要包括以下種類：種子纖維：是指一些植物種子表皮細胞生長成的單細胞纖維。如棉、木棉。韌皮纖維：是從一些植物韌皮部取得的單纖維或工藝纖維。如：亞麻、苧麻、黃麻、竹纖維。葉纖維：是從一些植物的葉子或葉鞘取得的工藝纖維。如：劍麻、蕉麻。果實纖維：是從一些植物的果實取得的纖維。如：椰子纖維。傳統的植物纖維溶解性不佳，在水溶液中無法溶解，而在離子液體中卻能完全溶解，因此，需要研究一種具有半溶解性的植物纖維及其制備方法。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種具有半溶解性的植物纖維及其制備方法，以解決上述
技術介紹
中提出的問題。為了解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：一種具有半溶解性的植物纖維，其特征在于，包括以下重量份數的原料：50～60份植物纖維，3～10份預處理納米羥基磷灰石，5～15份N-異丙基丙烯酰胺，4～10份羧甲基殼聚糖，1～5份引發劑和1～2份促進劑。作為優化，所述預處理納米羥基磷灰石是由納米羥基磷灰石經硅烷偶聯劑處理后制得；所述硅烷偶聯劑為硅烷偶聯劑KH-570或硅烷偶聯劑KH-A171中任意一種。作為優化，所述植物纖維為棉纖維，麻纖維或椰子纖維中任意一種；優選為棉纖維。作為優化，所述引發劑為過硫酸鉀、過硫酸鈉或過硫酸銨中任意一種；所述促進劑為四甲基乙二胺。作為優化，所述具有半溶解性的植物纖維主要包括以下重量份數的原料組分：55份棉纖維，5份預處理納米羥基磷灰石，15份N-異丙基丙烯酰胺，12份羧甲基殼聚糖，2份引發劑和1份促進劑。作為優化，一種具有半溶解性的植物纖維的制備方法，主要包括以下具體步驟：(1)將預處理納米羥基磷灰石與水混合，超聲分散后，加入N-異丙基丙烯酰胺，攪拌混合，得處理液；(2)將植物纖維與步驟(1)所得處理液混合處理后，再經輻射處理，得預處理植物纖維；(3)將步驟(2)所得預處理植物纖維與離子液體混合，攪拌至預處理植物纖維到半溶解，得改性植物纖維混合液；(4)將步驟(3)所得改性植物纖維混合液與水混合，并加入羧甲基殼聚糖攪拌混合后，再加入引發劑和促進劑，于惰性氣體氛圍中，攪拌反應后，過濾，洗滌，干燥，得具有半溶解性的植物纖維。作為優化，所述具有半溶解性的植物纖維的制備方法主要包括以下制備步驟：(1)將預處理納米羥基磷灰石與水按質量比1:50～1:80混合于燒杯中，將燒杯于頻率為45～55kHz的條件下超聲分散10～20min后，向燒杯中加入預處理納米羥基磷灰石質量2～4倍的N-異丙基丙烯酰胺，于轉速為400～600r/min的條件下攪拌混合15～30min后，得處理液；(2)將棉纖維與步驟(1)所得處理液按質量比1:2～1:4混合處理，得預處理棉纖維坯料，將預處理棉纖維坯料進行輻射處理，得預處理棉纖維；(3)將步驟(2)所得預處理棉纖維與濃度為離子液體按質量比1:45混合，攪拌溶解5min后，得改性棉纖維混合液；(4)將步驟(3)所得改性棉纖維混合液與水按質量比1：4～1:5混合于三口燒瓶中，并向三口燒瓶中加入步驟(3)所得改性棉纖維混合液質量0.1～0.2倍的羧甲基殼聚糖，攪拌混合10～30min后，再向三口燒瓶中加入步驟(3)所得改性棉纖維混合液質量0.002～0.006倍的過硫酸銨和步驟(3)所得改性棉纖維質量0.001～0.004倍的四甲基乙二胺，向三口燒瓶中以30～60mL/min的速率通入氮氣，于溫度為25～30℃的條件下恒溫反應20～25h后，過濾，得坯料，將坯料用去離子水洗滌2～4次后，并于溫度為80℃的條件下干燥2～4h，得具有半溶解性的植物纖維。作為優化，步驟(1)所述預處理納納米羥基磷灰石的制備方法為將納米羥基磷灰石與硅烷偶聯劑KH-570按質量比1:3混合，并加入納米羥基磷灰石質量10～12倍的無水乙醇，攪拌反應后，過濾，得預處理納米羥基磷灰石。作為優化，步驟(2)所述混合處理的方式為二浸二軋，軋余率為35～45％，所述輻射處理的方式為于γ源中進行空氣輻射，輻射劑量為30～35kGy。作為優化，步驟(3)所述離子液體為將1-丁基-3-甲基咪唑加熱熔化，將熔化后的1-丁基-3-甲基咪唑與水按質量比97:1～99:1混合，得離子液體。與現有技術相比，本專利技術所達到的有益效果是：本專利技術在制備具有半溶解性植物纖維時使用預處理納米羥基磷灰石、N-異丙基丙烯酰胺和羧甲基殼聚糖共同處理植物纖維。首先，當植物纖維用含有預處理納米羥基磷灰石和N-異丙基丙烯酰胺的處理液進行二浸二軋處理后，預處理納米羥基磷灰石和N-異丙基丙烯酰胺可存在植物纖維表面，并在輻射處理后，預處理納米羥基磷灰石和N-異丙基丙烯酰胺可通過共價鍵連接于植物纖維表面，在引發劑和促進劑的作用下，N-異丙基丙烯酰胺可在植物纖維表面與預處理納米羥基磷灰石形成有機-無機交聯結構，從而可提高制得的具有半溶解性植物纖維的強度，并且在交聯前，植物纖維已處于半溶解狀態，因此，在N-異丙基丙烯酰胺和預處理納米羥基磷灰石的交聯形成后，可防止已植物纖維中溶解的纖維素再次堆疊形成再生纖維素，從而影響產品的半溶解性，并且，由于植物纖維表面預處理納米羥基磷灰石和N-異丙基丙烯酰胺的存在可防止植物纖維用離子液體進行溶解時產生過溶現象，從而再使產品具有半溶解性時保證產品的強度；其次，本專利技術在制備半溶解性植物纖維時還加入羧甲基殼聚糖，羧甲基殼聚糖在二浸二軋后，羧甲基殼聚糖中的羧基可與植物纖維中殘留的羥基反應從而吸附于植物纖維表面，在引發劑和促進劑的作用下，羧甲基殼聚糖可作為交聯劑，促使N-異丙基丙烯酰胺交聯，從而羧甲基殼聚糖可與預處理納米羥基磷灰石和N-異丙基丙烯酰胺在纖維表面形成三維交聯網絡，進而進一步保證植物纖維的強度，并且由于三維網絡的存在，可是植物纖維依舊具有良好的吸水和染色性能。具體實施方式下面將對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。為了更清楚的說明本專利技術提供的方法通過以下實施例進行詳細說明，在以下實施例中制作的具有半溶解性植物纖維的各指標測試方法如下：力學性能：用HVI儀測試各實施例所得具有半溶解性植物纖維與對比例所得產品的斷裂強度。吸水性：測量各實施例所得具有半溶解性植物纖維與對比例所得產品的回本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種具有半溶解性的植物纖維，其特征在于，包括以下重量份數的原料：50～60份植物纖維，3～10份預處理納米羥基磷灰石，5～15份N-異丙基丙烯酰胺，4～10份羧甲基殼聚糖，1～5份引發劑和1～2份促進劑。/n

【技術特征摘要】
1.一種具有半溶解性的植物纖維，其特征在于，包括以下重量份數的原料：50～60份植物纖維，3～10份預處理納米羥基磷灰石，5～15份N-異丙基丙烯酰胺，4～10份羧甲基殼聚糖，1～5份引發劑和1～2份促進劑。


2.根據權利要求1所述的一種具有半溶解性的植物纖維，其特征在于，所述預處理納米羥基磷灰石是由納米羥基磷灰石經硅烷偶聯劑處理后制得；所述硅烷偶聯劑為硅烷偶聯劑KH-570或硅烷偶聯劑KH-A171中任意一種。


3.根據權利要求2所述的一種具有半溶解性的植物纖維，其特征在于，所述植物纖維為棉纖維，麻纖維或椰子纖維中任意一種；優選為棉纖維。


4.根據權利要求3所述的一種具有半溶解性的植物纖維，其特征在于，所述引發劑為過硫酸鉀、過硫酸鈉或過硫酸銨中任意一種，所述促進劑為四甲基乙二胺。


5.根據權利要求4所述的一種具有半溶解性的植物纖維，其特征在于，所述具有半溶解性的植物纖維主要包括以下重量份數的原料組分：55份棉纖維，5份預處理納米羥基磷灰石，15份N-異丙基丙烯酰胺，12份羧甲基殼聚糖和2份引發劑和1份引發劑。


6.一種具有半溶解性的植物纖維的制備方法，其特征在于，包括以下具體步驟：
(1)將預處理納米羥基磷灰石與水混合，超聲分散后，加入N-異丙基丙烯酰胺，攪拌混合，得處理液；
(2)將植物纖維與步驟(1)所得處理液混合處理后，再經輻射處理，得預處理植物纖維；
(3)將步驟(2)所得預處理植物纖維與離子液體混合，攪拌至預處理植物纖維到半溶解，得改性植物纖維混合液；
(4)將步驟(3)所得改性植物纖維混合液與水混合，并加入羧甲基殼聚糖攪拌混合后，再加入引發劑和促進劑，于惰性氣體氛圍中，攪拌反應后，過濾，洗滌，干燥，得具有半溶解性的植物纖維。


7.根據權利要求6所述的一種具有半溶解性的植物纖維的制備方法，其特征在于，所述具有半溶解性的植物纖維的制備方法主要包括以下制備步驟：
(1)將預處理納米羥基磷灰石與水按質量比1:50～1:80混...

【專利技術屬性】
技術研發人員：程鋼，
申請(專利權)人：程鋼，
類型：發明
國別省市：江蘇;32