[發明專利]一種納米纖維素增強的紙漿泡沫材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710002545.X
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN106835808B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 劉楊;孔松;魯鵬;劉新亮;楊新艷
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: D21H11/02
• 分類號: D21H11/02;D21H11/12;D21H17/25;D21H17/37
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司11279
• 代理人: 朱志寬

技術領域

本發明屬于生物質泡沫材料領域，具體涉及的是一種納米纖維素(NFC)增強的紙漿泡沫材料及其制備方法，

背景技術

紙漿(pulp)是造紙工業的產品，是以植物纖維為原料，經不同加工方法制得的纖維狀物質，是一種可再生的材料。NFC是以紙漿為原料經過化學或機械處理得到的納米級的纖維素材料，具有很高的長徑比和機械強度，是一種新型的生物質納米材料。紙漿泡沫原料來源豐富，制備過程環境友好，而且可以降解，因而具有廣闊的應用前景。

目前，國內的相關研究有：中國專利CN 105885097 A公布了一種硬質交聯防火保溫納米纖維素泡沫；中國專利CN 102875836 B公布了一種形態密度可控的纖維素泡沫材料制備方法及其產品；中國專利CN 103131038 B公布了一種木質纖維素泡沫材料的制備方法。

目前，紙漿泡沫材料的制備方法大多采用冷凍干燥，但是成本高，從而導致紙漿泡沫材料的應用受到較大的限制。另外，紙漿泡沫材料存在壓縮強度小的問題，所以需要增強其壓縮強度來拓展應用空間。添加少量的NFC可增強紙漿泡沫的壓縮強度，該技術成本相對較低。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明提供一種NFC增強的紙漿泡沫材料及其制備方法，該NFC增強的紙漿泡沫材料綠色環保，原料為可再生資源，而且可降解。利用本方法制備NFC增強的紙漿泡沫材料較未添加NFC的紙漿泡沫材料的壓縮強度明顯增加，而且過程環境友好。

為了實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種納米纖維素增強的紙漿泡沫材料，按重量份比包括以下組分：紙漿0.5-2.5份、NFC 0.005-0.040份、表面活性劑0.005-0.125份、陽離子聚丙烯酰胺0.0005-0.0125份和水97.4-99.5份。

作為優選，所述的紙漿為漂白的木漿、草漿、麻漿、葦漿、蔗漿和竹漿中的任一種。

作為優選，所述表面活性劑為吐溫80或十二烷基硫酸鈉。

本發明還提供了所述的納米纖維素增強的紙漿泡沫材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)取0.005-0.040份NFC加入10份水中，利用高剪切均質機均勻分散，得到NFC水溶液；

(2)按重量份比稱取0.5-2.5份紙漿和余量的水，機械攪拌均勻分散，得到紙漿水溶液；

(3)將步驟(1)中得到的NFC水溶液倒入步驟(2)得到的紙漿水溶液中進行攪拌，攪拌速度為500-5000r/min，攪拌時間0.5-2.0h；

(4)添加表面活性劑，通過機械攪拌發泡，得到紙漿發泡溶液；

(5)取0.0005-0.0125份陽離子聚丙烯酰胺添加到步驟(4)得到的紙漿發泡溶液中；

(6)繼續攪拌0.5-2.0h，攪拌速度為1000-5000r/min，待攪拌停止后，靜置2-5min，過濾2-5min，倒入模具，置于烘箱中干燥，即得到NFC增強的紙漿泡沫材料。

作為優選，步驟(1)中高剪切均質機的轉速為8000-15000r/min，分散時間為2-10min。

作為優選，步驟(2)中機械攪拌的轉速為500-5000r/min，攪拌時間0.5-2.0h。

作為優選，步驟(4)中機械攪拌發泡的攪拌速度為1000-5000r/min，發泡時間為0.5-5.0h。

作為優選，步驟(6)中烘箱的溫度為50-100℃，干燥時間為7-20h。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

本發明的NFC增強的紙漿泡沫材料低密度、高孔隙率、綠色可降解、壓縮強度較高；制備方法原料來源豐富、操作簡單易行、成本低，制備工藝綠色環保。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。在不背離本發明精神和本質的情況下，對本發明方法、步驟或條件所作的修改或替換，均屬于本發明的范圍。

實施例中涉及到原料的簡稱如下：納米纖維素(NFC)。

實施例1：

一種納米纖維素增強的紙漿泡沫材料，按重量份比包括以下組分：紙漿0.5份、NFC 0.005份、表面活性劑0.005份、陽離子聚丙烯酰胺0.0005份和水97.4份；所述的紙漿為漂白的木漿；所述表面活性劑為吐溫80。