一種植物纖維多孔復合材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及植物纖維發(fā)泡復合材料，以植物纖維、陰離子表面活性劑和水溶性高分子穩(wěn)泡劑為原料，植物纖維、陰離子型表面活性劑、穩(wěn)泡劑的干基重量比為，植物纖維20-60、陰離子型表面活性劑1-20、穩(wěn)泡劑5-50，采用機械攪拌發(fā)泡法，以陰離子型表面活性劑為發(fā)泡劑，水溶性高分子為穩(wěn)泡劑和分散劑對植物纖維纖維進行發(fā)泡制備纖維多孔結(jié)構(gòu)材料，主要是向植物纖維體系滴加表面活性劑，水溶性高分子為穩(wěn)泡劑和分散劑，在機械攪拌力下植物纖維均勻分散并產(chǎn)生氣泡，將泡沫體系注入模具經(jīng)干燥成型，得到泡孔均一、質(zhì)輕的纖維多孔結(jié)構(gòu)材料。發(fā)明所需的主要原料植物纖維，來源豐富、價格低廉、可循環(huán)再生利用，生產(chǎn)過程不污染環(huán)境，產(chǎn)品性能穩(wěn)定、質(zhì)輕，纖維多孔結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用前景廣闊。
【專利說明】一種植物纖維多孔復合材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于多孔復合材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種植物纖維多孔復合材料。【背景技術(shù)】
[0002]植物纖維多孔材料具有多孔結(jié)構(gòu)、比表面積大、吸附性強等優(yōu)點，纖維多孔材料屬于大孔材料，因其價格低廉，密度小，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，并容易加工，而被廣泛應(yīng)用于生理衛(wèi)生，醫(yī)療器械，建筑保溫，工業(yè)包裝等領(lǐng)域。
[0003]植物纖維是自然界最為豐富的天然高分子材料，自然界中每年生長的纖維素(以天然植物纖維的形式存在)總量多達千億噸，遠遠超過了地球上現(xiàn)已探明的石油總儲量，且天然植物纖維具有密度小、價格低廉、生物降解和可被重復利用等諸多優(yōu)點。植物纖維作為一種數(shù)量龐大且可再生的自然資源，如何發(fā)揮植物纖維各種優(yōu)勢，從而找到更為有效的利用方式和更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，這是人們現(xiàn)階段的研究熱點。纖維素是由β_1，4-葡萄糖單元重復鏈接而成的直鏈狀天然高分子，其重復單元含有三個-0Η，分子鏈間和分子鏈內(nèi)的氫鍵作用，賦予了植物纖維與許多親水性物質(zhì)可產(chǎn)生吸附作用，使其有很好的親水性。
[0004]對于植物纖維類多孔材料，國內(nèi)主要是通過增添化學發(fā)泡劑進行發(fā)泡以便降低產(chǎn)品的密度，使其在應(yīng)用中達到理想的效果，研究植物纖維類發(fā)泡材料成孔特點及干燥方式等方面的問題；國外對纖維發(fā)泡材料的重點研究在于不使用化學發(fā)泡劑以水蒸氣的作為發(fā)泡劑條件下制備植物纖維多孔材料。性能優(yōu)異的植物纖維發(fā)泡產(chǎn)品正處于試驗研發(fā)階段，對于配方設(shè)計，工藝條件等方面的工藝研究有待改進。
[0005]本專利采用一種全新的工藝和獨特的發(fā)泡體系制備植物纖維多孔結(jié)構(gòu)材料，采用機械攪拌發(fā)泡法，以植物纖維為原料，表面活性劑為發(fā)泡劑，水溶性高分子為穩(wěn)泡劑和分散劑，在機械攪拌力作用下植物纖維均勻分散并使體系產(chǎn)生氣泡，將泡沫體系注入模具經(jīng)干燥成型，制備泡孔均一、質(zhì)輕的植物纖`維多孔結(jié)構(gòu)材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明采用液體發(fā)泡原理，運用獨特的發(fā)泡體系，以陰離子表面活性劑為發(fā)泡劑，水溶性高分子為穩(wěn)泡劑和分散劑，通過機械攪拌發(fā)泡制備了一種三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的植物纖維多孔材料。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種植物纖維多孔復合材料。
[0007]為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，發(fā)明人通過大量試驗研究并不懈探索，最終獲得了如下技術(shù)方案:
一種植物纖維多孔復合材料，該植物纖維多孔復合材料由如下重量份的組分經(jīng)機械攪拌發(fā)泡法制備而成:
植物纖維20-60份
陰離子型表面活性劑1-20份 穩(wěn)泡劑5-50份。
[0008]優(yōu)選地，如上所述的植物纖維多孔復合材料，其中該植物纖維多孔復合材料由如下重量份的組分經(jīng)機械攪拌發(fā)泡法制備而成:
植物纖維50份
陰離子型表面活性劑2-15份 穩(wěn)泡劑10-40份。
[0009]進一步優(yōu)選地，如上所述的植物纖維多孔復合材料，其中所述的植物纖維是造紙廠將植物經(jīng)制漿過程去除木質(zhì)素等成分得到新鮮紙漿纖維素，具體為如下的一種或多種:木漿纖維素、草漿纖維素、棉纖維、麻纖維素和竹纖維素。
[0010]進一步優(yōu)選地，如上所述的植物纖維多孔復合材料，其中所述的陰離子表面活性劑選自如下的一種或多種:十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基苯磺酸鈉、十八烷基苯磺酸鈉、α -磺基脂肪酸甲酯、N-油?；鵑-甲基?；撬徕c、琥珀酸二異辛酯磺酸鈉、甲氧基脂肪酰胺基苯磺酸鈉、月桂基硫酸鈉、氨基酸鈉、十二烷基硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、α -烯基磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十六烷基磺酸鈉、烷基甘油醚磺酸鈉。
[0011]進一步優(yōu)選地，如上所述的植物纖維多孔復合材料，其中所述的穩(wěn)泡劑為水溶性的聚丙酰胺、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、可溶性淀粉、明膠和果膠的一種或任意幾種混合物配制的不同濃度的高分子水溶液。
[0012]再進一步優(yōu)選地， 如上所述的植物纖維多孔復合材料，其中所述的高分子水溶液的質(zhì)量分數(shù)為1%_20% (w/v)0
[0013]本發(fā)明采用機械攪拌發(fā)泡法，主要是向植物纖維體系加入表面活性劑，水溶性高分子水溶液為穩(wěn)泡劑和分散劑，發(fā)揮水溶性高分子溶液的分散和增粘作用并使植物纖維體系形成均勻的三相懸浮體系，在機械攪拌作用下植物纖維均勻分散并使體系發(fā)泡，將泡沫體系注入模具經(jīng)干燥成型，得到泡孔均一、質(zhì)輕的纖維多孔結(jié)構(gòu)材料。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明涉及的植物纖維多孔復合材料具有如下優(yōu)點和顯著進步:采用植物纖維、陰離子型表面活性劑、水溶性高分子穩(wěn)泡劑為原料，采用機械攪拌發(fā)泡工藝生產(chǎn)植物纖維多孔復合材料是一種全新的工藝和方法，生產(chǎn)所需的主要原料植物纖維，來源豐富、價格低廉、可循環(huán)再生利用，生產(chǎn)過程不污染環(huán)境，產(chǎn)品性能穩(wěn)定、質(zhì)輕，纖維多孔結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用前景廣闊。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為實施例1制備的植物纖維多孔復合材料剖面掃描電鏡圖片。
【具體實施方式】
[0016]下面通過實施例進一步說明本發(fā)明。本發(fā)明實施例的原料組成和制備方法僅僅是用于說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明的限制，在本發(fā)明的構(gòu)思前提下對本發(fā)明的簡單改進都屬于本發(fā)明要求保護的范圍。
[0017]實施例1
將15g質(zhì)量分數(shù)10%的聚丙烯酰胺水溶液和5g質(zhì)量分數(shù)1%聚乙烯醇水溶液攪拌混合均勻制得混合液，將4g植物纖維加入到丙烯酰胺水溶液和聚乙烯醇水溶液的混合液中，高速機械攪拌使植物纖維分散并形成植物纖維懸浮液，往植物纖維懸浮液中加入0.Sg月桂基硫酸鈉，經(jīng)高速機械攪拌形成植物纖維發(fā)泡體，將發(fā)泡體倒入模具并在80°C干燥成型，得到植物纖維發(fā)泡復合材料。
[0018]實施例2
將4g植物纖維中加入到20g質(zhì)量分數(shù)10%的聚丙烯酰胺水溶液中，高速機械攪拌使植物纖維分散并形成植物纖維懸浮液，往植物纖維懸浮液中加入0.6g十二烷基苯磺酸鈉，經(jīng)高速機械攪拌形成植物纖維發(fā)泡體，將發(fā)泡體倒入模具并在80°C干燥成型，得到植物纖維發(fā)泡復合材料。
[0019]實施例3
將4g植物纖維中加入到16g質(zhì)量分數(shù)5%的聚乙烯醇水溶液中，高速機械攪拌使植物纖維分散并形成植物纖維懸浮液，往植物纖維懸浮液中加入0.4g十二烷基磺酸鈉，經(jīng)高速機械攪拌形成植物纖 維發(fā)泡體，將發(fā)泡體倒入模具并在80°C干燥成型，得到植物纖維發(fā)泡復合材料。
【權(quán)利要求】
1.一種植物纖維多孔復合材料，其特征在于:該植物纖維多孔復合材料由如下干基重量份的組分經(jīng)機械攪拌發(fā)泡法制備而成: 植物纖維20-60份 陰離子型表面活性劑1-20份 穩(wěn)泡劑5-50份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物纖維多孔復合材料，其特征在于:該植物纖維多孔復合材料由如下重量份的組分經(jīng)機械攪拌發(fā)泡法制備而成: 植物纖維50份 陰離子型表面活性劑2-15份 穩(wěn)泡劑10-40份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的植物纖維多孔復合材料，其特征在于:所述的植物纖維是造紙廠將植物經(jīng)制漿過程去除木質(zhì)素等成分得到新鮮紙漿纖維素，具體為如下的一種或多種:木漿纖維素、草漿纖維素、棉纖維、麻纖維素和竹纖維素。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的植物纖維多孔復合材料，其特征在于:所述的陰離子表面活性劑選自如下的一種或多種:十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基苯磺酸鈉、十八烷基苯磺酸鈉、α-磺基脂肪酸甲酯、N-油酰基N-甲基?；撬徕c、琥珀酸二異辛酯磺酸鈉、甲氧基脂肪酰胺基苯磺酸鈉、月桂基硫酸鈉、氨基酸鈉、十二烷基硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、α -烯基磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十六烷基磺酸鈉、烷基甘油醚磺酸鈉。`
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的植物纖維多孔復合材料，其特征在于:所述的穩(wěn)泡劑為水溶性的聚丙酰胺、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、可溶性淀粉、明膠和果膠的一種或任意幾種混合物配制的不同濃度的高分子水溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的植物纖維多孔復合材料，其特征在于:所述的高分子水溶液的質(zhì)量分數(shù)為1%_20% (w/v)0
【文檔編號】C08L1/02GK103772749SQ201310723220
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】趙西坡, 彭少賢 申請人:湖北工業(yè)大學