[發(fā)明專利]一種納米纖維素復(fù)合PVA材料及其制備方法、應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610874328.5
• 申請(qǐng)日: 2016-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN106835345B
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張金柱;張安;王文平;劉頂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南圣泉集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): D01F8/10
• 分類號(hào): D01F8/10;D01F8/02;D01F6/50;D01F1/10
• 代理公司: 11371 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 吳開磊

本發(fā)明提供了一種納米纖維素復(fù)合PVA材料，主要由納米纖維素、聚乙烯醇組成；所述納米纖維素復(fù)合PVA材料中，納米纖維素的長(zhǎng)徑比指標(biāo)控制在(2?300)：1之間。制備方法包括：(A)將納米纖維素水溶液進(jìn)行分散處理，得到分散水溶液；(B)將PVA水溶液、硼酸與分散水溶液混合攪拌，得到混合溶液。本發(fā)明的復(fù)合PVA材料中，通過將納米纖維素與聚乙烯醇合理的混配，而且通過將納米纖維素控制在適宜的長(zhǎng)徑比范圍內(nèi)，這樣提高了納米纖維素在PVA材料中的均一性，日后制成纖維等產(chǎn)品時(shí)，增加了聚乙烯醇材料本身的功能性，并且提升了聚乙烯醇材料本身的強(qiáng)度、模量、韌性等性能指標(biāo)，進(jìn)一步提升纖維本身的力學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚乙烯醇(PVA)材料加工制備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種納米纖維素復(fù)合PVA材料及制備方法、應(yīng)用。

背景技術(shù)

纖維素是地球上廣泛存在且可再生的資源。納米纖維素，是天然纖維素經(jīng)過處理(如機(jī)械研磨、酸水解、生物酶水解等)后，纖維素中的無(wú)定形區(qū)及低結(jié)晶度的結(jié)晶區(qū)被破除，而得到的一種纖維素結(jié)晶體。由天然纖維素制備的納米纖維素不但具有纖維素的基本結(jié)構(gòu)與性能，還具有巨大的比表面積、高結(jié)晶度(>70％)、高親水性、高楊氏模量、高強(qiáng)度(7500MPa)、超精細(xì)結(jié)構(gòu)和高透明性，良好的生物可降解性與生物相容性以及穩(wěn)定的化學(xué)性能。另外，因纖維素表面裸露出大量羥基、還原性及非還原性末端基，使得納米微晶纖維素具有巨大的化學(xué)改性潛力，促使其在造紙、醫(yī)藥、食品、復(fù)合材料等領(lǐng)域的應(yīng)用研究炙手可熱。

聚乙烯醇(PVA)是一種水溶性高分子聚合物，其分子式為[C₂H₄O]n。聚乙烯醇纖維由于有良好的親水性、抗沖擊性和成型加工中易于分散性好等特點(diǎn)，可以作為塑料、水泥以及陶瓷等的增強(qiáng)材料，也可替代有致癌物質(zhì)的石棉。

現(xiàn)有技術(shù)中，有關(guān)于聚乙烯醇及其相應(yīng)的改性產(chǎn)品很多，也有關(guān)于納米纖維素及其相關(guān)的改性產(chǎn)品，但是一般聚乙烯醇以及其相關(guān)的纖維產(chǎn)品拉伸強(qiáng)度、拉伸模量、斷裂伸長(zhǎng)率等性能一般，為了滿足當(dāng)代市場(chǎng)的需求需要進(jìn)一步提高，并且也不具備其他的優(yōu)異性能，同樣的納米纖維素及其相關(guān)的改性產(chǎn)品只是保持了納米纖維素本身的基本結(jié)構(gòu)與性能，不能滿足現(xiàn)代人對(duì)材料本身的多功能性的要求。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的在于提供一種納米纖維素復(fù)合PVA材料，該復(fù)合PVA材料中，通過將納米纖維素與聚乙烯醇合理的混配，而且通過將納米纖維素控制在適宜的長(zhǎng)徑比范圍內(nèi)，這樣提高了納米纖維素在PVA材料中的均一性，日后制成纖維等產(chǎn)品時(shí)，增加了聚乙烯醇材料本身的功能性，并且提升了聚乙烯醇材料本身的強(qiáng)度、模量、韌性等性能指標(biāo)，進(jìn)一步提升纖維本身的力學(xué)性能，如此以來(lái)進(jìn)一步擴(kuò)大了材料的市場(chǎng)應(yīng)用范圍，提高了產(chǎn)品的附加值，有利于進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

本發(fā)明的第二目的在于提供一種上述納米纖維素復(fù)合PVA材料的制備方法，該制備方法前后步驟銜接緊密，方法簡(jiǎn)單快捷，綠色環(huán)保，與現(xiàn)有生產(chǎn)工藝設(shè)備和流程可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接，具有能完整保留原料的有效成份的優(yōu)點(diǎn)，制得的產(chǎn)品中顆粒分散均勻，性能良好。而且具有方法簡(jiǎn)單易于操作，操作條件溫和，可實(shí)現(xiàn)復(fù)合PVA材料的工業(yè)化生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益良好。

本發(fā)明的第三目的在于提供采用上述復(fù)合PVA材料的應(yīng)用，該復(fù)合材料在紡織行業(yè)、建筑行業(yè)和運(yùn)輸行業(yè)均有很好的應(yīng)用，應(yīng)用非常廣泛，可廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種納米纖維素復(fù)合PVA材料，主要由納米纖維素、聚乙烯醇組成；

所述納米纖維素復(fù)合PVA材料中，納米纖維素的長(zhǎng)徑比指標(biāo)控制在(2-300)：1之間；

優(yōu)選地，納米纖維素的長(zhǎng)徑比指標(biāo)控制在(5-200)：1之間，優(yōu)選為(10-100)：1之間，更優(yōu)選為(15-80)：1之間；