[發(fā)明專利]從椰殼纖維中分離管纖維的方法及用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610671776.5
• 申請日: 2016-08-16
• 公開（公告）號: CN106283935B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉洪玲;于偉東
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號: D21J5/00
• 分類號: D21J5/00;D21H11/12;D21C9/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 翁若瑩,王婧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種從廢棄椰殼纖維中分離制備管纖維的方法及用途，特別是一種利用堿液浸泡-超聲分離法制備椰殼纖維中的單細胞管纖維的方法。

背景技術(shù)

纖維素是自然界取之不盡、用之不竭、綠色、無污染的可再生資源，地球上每年生長的植物纖維素高達數(shù)億噸，超過了現(xiàn)有石油總儲量，但利用量微乎其微。絕大部分為自然降解和作為燃料燃燒，這本身就是一種污染。據(jù)報道由環(huán)境污染和生態(tài)破壞造成的損失已占到GDP總值的15％，這意味著一邊是9％的經(jīng)濟增長，一邊是15％的損失率。在人類社會面臨資源貧乏、能源危機、環(huán)境污染等諸多問題時，植物資源作為地球上分布廣泛、來源豐富、可持續(xù)利用的纖維資源，具有巨大的開發(fā)利用潛力，受到全世界的普遍重視，并已成為可持續(xù)資源和新材料的利用與發(fā)展方向之一。而從植物纖維中提取制備納米纖維素原纖作為拓展纖維資源的一種途徑，得到人們的廣泛關(guān)注。

椰子是熱帶地區(qū)主要的木本油料作物之一，海南地屬亞熱帶和熱帶地區(qū)，椰子資源十分豐富。椰子一年均可產(chǎn)果，產(chǎn)果高峰期為9月至次年1月，產(chǎn)果壽命長達80年。每株椰樹在80年樹齡前的平均年產(chǎn)果實50～200個。海南栽培椰樹已有2000年的歷史，直到解放后才開始規(guī)模化種植。現(xiàn)年均產(chǎn)量可達2.2～2.4億個，約占全國總產(chǎn)量的99％。作為椰子產(chǎn)業(yè)的附屬物——椰殼纖維，若每個椰子產(chǎn)椰殼纖維200g/個，海南省每年的椰殼纖維資源可達4.4～4.8萬噸。

椰殼纖維從椰殼中分離、除雜、去皮膠后獲得的天然纖維素纖維，具有韌性強、防潮、透氣、抑菌等特性。目前的主要用途有坐墊、繩索、刷子、室內(nèi)裝潢(少數(shù)民族或者外國人會用其做成各種形狀置于室內(nèi))、制活性炭、燃料等，也被當(dāng)做廢棄物自然降解或焚燒。作為紡織用椰殼纖維主要產(chǎn)品是墊子、地毯、繩索、羅網(wǎng)、門墊等。然而，所有這些應(yīng)用及產(chǎn)品都是以椰殼纖維本身制成的紡織品及應(yīng)用。

除椰殼纖維的直接紡織應(yīng)用外，人們較多關(guān)注的是天然纖維素纖維的納米原纖的提取制備。由于天然纖維素纖維中的微原纖和基原纖都小于50nm，且結(jié)晶度很高，故又稱為納米纖維素晶須。但本發(fā)明主要關(guān)注椰殼纖維中單細胞管狀纖維(簡稱管纖維)的分離提取制備技術(shù)。在此方面的研究報道，到目前為止未見相關(guān)報道，而只是在椰殼纖維的結(jié)構(gòu)研究中有所表述。即將椰殼纖維作為一個整體來研究。如S.Renouard等人關(guān)注超聲波處理對不同種類的纖維素纖維降解性能影響，實驗得椰殼纖維對超聲波反應(yīng)更敏感，易于降解的報道(Sullivan Renouard，Christophe Hano et.al.Characterization of ultrasonic on coil，flax and hemp fibers.Materials Letters，2014，129：137-141)只是為了證明超聲波對不同纖維素纖維分離的效果，并未涉及椰殼纖維中管纖維的分離。L.Q.N.Tran等人采用機械抽取和熱水浸泡的方式獲得膨脹的椰殼纖維，使管纖維在椰殼纖維中的截面形態(tài)變得更清晰，并由此研究了椰殼管纖維的直徑、橫截面和以及管纖維的直徑的變化和可能的長度(L.Q.N.Tian，T.Nguyen Minth et.a1.Investigation of microstructure and tensile properties of porous natural coil fibre for use incomposite materials.Industrial CropsandProducts.2015，65：437-445)，而并未涉及管纖維分離。顯然，這些都是通過電鏡照片觀測管纖維的大小和形態(tài)，并未能將管纖維從椰殼纖維中逐一分離開來。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種從椰殼纖維中分離制備管纖維的方法及用途，使原來粗、長、硬的多細胞椰殼纖維變?yōu)槌殹④浀囊瑲す芾w維，所得的管纖維為具有大中腔的柔軟保暖纖維天然纖維素纖維，其比木棉纖維更細且更柔軟，比棉纖維更細且更大中腔。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種從椰殼纖維中分離管纖維的方法，其特征在于，包括：

第一步：將椰殼纖維原料開松，獲得纖維團，將所得的纖維團進行煮練并洗滌，經(jīng)離心脫水，得到潔凈椰殼纖維；

第二步：將潔凈椰殼纖維加入到濃度為5～12g/L的NaOH溶液中，固液浴比為1∶15～1∶30，在60～98℃的水中預(yù)浸20～60min，攪拌并同步超聲波震蕩處理0.2～3小時，重復(fù)進行真空抽濾、加入去離子水洗滌和真空抽濾2-4次，得到溶脹分離的椰殼纖維絮體，其中含有從椰殼纖維中分離出的單細胞管纖維；