[發(fā)明專利]具有仿生結(jié)構(gòu)的生物降解玉米秸稈纖維板材的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710056086.X
• 申請日: 2007-09-18
• 公開（公告）號: CN101134335A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 佟金;張伏;周江;楊欣;馬云海;孫霽宇;閆久林;陳東輝
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: B27N3/04
• 分類號: B27N3/04;B27N1/00;B27N1/02;B27N3/08
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 朱世林

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種利用農(nóng)作物秸稈和交聯(lián)淀粉膠黏劑生產(chǎn)具有仿生結(jié)構(gòu)的生物降解板材，尤其涉及一種利用玉米秸稈纖維和交聯(lián)淀粉膠黏劑來制備板材的方法。

背景技術(shù)：

目前，人們常用木材的刨花來生產(chǎn)人造板及刨花板，隨著我國木材資源越來越緊張，采用農(nóng)作物秸稈特別是經(jīng)皮穰分離后的玉米秸稈制備板材方法可行。人造板加工中常用的膠黏劑主要是脲醛樹脂膠黏劑(UF)、酚醛樹脂膠黏劑(PF)和三聚氰胺甲醛樹脂膠黏劑(MF)等，它們在廣泛應(yīng)用的同時存在一些致命缺點，能釋放出游離態(tài)的甲醛氣體，不僅污染環(huán)境，而且對人體有較強的危害。且上述膠黏劑原料均來自于石油產(chǎn)品，且目前石油日益匱乏，尋找其膠黏劑替代品十分重要。淀粉是自然界中第二大可再生資源，具有資源豐富、成本低廉、用途廣泛，且無毒、無異味、無污染等優(yōu)點。淀粉膠黏劑具有良好的粘結(jié)性和成膜特性，是一類天然膠黏劑。利用淀粉、水、糊化劑和交聯(lián)劑原料經(jīng)糊化制備交聯(lián)玉米淀粉膠黏劑，為秸稈纖維板材的制備提供了膠黏劑。利用交聯(lián)玉米淀粉膠黏劑和玉米秸稈纖維生產(chǎn)具有仿生結(jié)構(gòu)的板材具有可行性。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于解決上述已有技術(shù)的缺點而提供一種以玉米秸稈纖維為原料的具有仿生結(jié)構(gòu)的生物降解玉米秸稈纖維板材的制備方法。

本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種生物降解玉米秸稈纖維板材的制備方法，其包括原料的加工及制備、拌膠、鋪裝、熱壓、板材產(chǎn)品處理步驟，所說的原料采用秸稈纖維和黃麻纖維，玉米秸稈纖維原料的制備及加工：將玉米秸稈皮穰分離處理后的秸稈外皮，剪成長度為3～8cm小段，經(jīng)粉碎機粉碎處理，制備秸稈纖維，其纖維直徑分布：直徑為2mm～5mm的纖維含量為20.00～35.00％wt，直徑為1mm～2mm的纖維含量為10.00～20.00％wt，直徑為0.5mm～1mm的纖維含量為30.00～40.00％wt，其余的纖維直徑均小于0.5mm；

黃麻纖維的制備及處理：用水清洗并浸濕經(jīng)過預(yù)處理的黃麻纖維，用剪切機切成長度約為1～2cm短纖維，將其浸泡在16～20％(g/l)氫氧化鈉溶液中1～3小時，用自來水沖洗以去除多余堿溶液后，再用濃度為1～4％的硫酸進行中和，然后用蒸餾水進行清洗，最后在溫度為100～400℃的干燥箱中烘干至恒重備用，黃麻纖維直徑區(qū)間為350～800μm。

所述的拌膠步驟是對經(jīng)加工處理后的玉米秸稈纖維原料和黃麻纖維分別進行拌膠處理，處理過程是將玉米秸稈纖維和黃麻纖維發(fā)分別在混料機中與自制的交聯(lián)玉米淀粉膠黏劑混合攪拌均勻，其攪拌目標是交聯(lián)玉米淀粉膠黏劑均勻地包裹玉米秸稈纖維和黃麻纖維表面，其中玉米秸稈纖維的含水量為7～10％。

所述的鋪裝步驟是將經(jīng)拌膠后的玉米秸稈纖維和黃麻纖維分層或混雜鋪裝在熱壓模具中，分層鋪裝以黃麻纖維為中間增強層，黃麻纖維中間增強層可以為單層、雙層或多層；混雜鋪裝是將玉米秸稈纖維和黃麻纖維的混料與交聯(lián)玉米淀粉膠黏劑混合攪拌均勻后鋪裝在熱壓模具中。

所述的熱壓步驟是將分層或混雜鋪裝在熱壓模具中的玉米秸稈纖維和黃麻纖維與交聯(lián)玉米淀粉膠黏劑的混料進行熱壓，上凸模和下凸模均使用脫模劑，熱壓壓力約7MPa，熱壓總時間約39min，熱壓溫度約150℃。

所述的秸稈纖維原料為當(dāng)季收購的玉米秸稈，黃麻纖維為當(dāng)季收購的黃麻植物。

本發(fā)明同已有技術(shù)相比可產(chǎn)生如下積極的效果：

1、原料采用玉米秸稈，每年的原料供應(yīng)充足，且解決農(nóng)村中秸稈處理不當(dāng)造成環(huán)境污染的問題。

2、利用仿生理學(xué)原理，采用自制的交聯(lián)玉米淀粉膠黏劑和玉米秸稈纖維制備了單層黃麻纖維增強玉米秸稈纖維板材、雙層黃麻纖維增強秸稈纖維板材、黃麻纖維混雜纖維增強秸稈纖維板材三類板材，具有生物降解性。

本發(fā)明經(jīng)檢測，這三類板材相對于普通玉米秸稈纖維板材的彎曲強度增加達45％，耐水性也得到明顯增強。

附圖說明：

圖1是具有仿生結(jié)構(gòu)的秸稈纖維板材制備工藝圖；

圖2是單層黃麻纖維增強秸稈纖維板材示意圖；

圖3是雙層黃麻纖維增強秸稈纖維板材示意圖；

圖4是黃麻纖維混雜增強秸稈纖維板材示意圖。

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖所示實施例進一步說明本發(fā)明的具體內(nèi)容及其實施方式。

實施例1