[發明專利]一種高強度納米纖維基材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201711056108.2
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN108004829B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 李金鵬;王斌;陳克復;徐峻;曾勁松;高文花
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: D21H11/00
• 分類號: D21H11/00;D21H17/37;D21H17/28;D21H21/18;D21H21/10;D21H27/00;D21J7/00;D21C5/00
• 代理公司: 44245 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉瑜;蘇運貞<國際申請>=<國際公布>=

1.一種高強度納米纖維基材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)納米纖維的制備：以紙漿纖維為原料，先進行TEMPO氧化預處理，再進行高壓均質處理，得到納米纖維；

(2)成型液的制備：將步驟(1)中得到的納米纖維加水稀釋，得到納米纖維懸浮液，然后加入熟化淀粉和聚丙烯酰胺，攪拌均勻，得到成型液；

(3)固化成型：將步驟(2)中得到的成型液置于成型裝置中進行干燥和熟化，得到高強度納米纖維基材料；

步驟(1)中所述的TEMPO氧化預處理通過如下步驟實現：向紙漿纖維中添加NaBr、TEMPO和NaClO，調pH至10.0～10.3，攪拌進行反應；其中，紙漿纖維、NaBr、TEMPO和NaClO的質量比為1：0.1～0.15：0.01～0.015：0.6～0.75；

步驟(1)中所述的高壓均質處理的條件為：在20000～30000psi壓力下處理5～10次；

步驟(2)中所述的熟化淀粉通過如下方法制備得到：將淀粉置于85～100℃條件下熟化1～3h，得到熟化淀粉；

步驟(3)中所述的成型裝置通過如下方法制備得到：選取中空的、兩端開口的方形筒，在底部包裹濾布并進行加固處理，得到成型裝置；所述的濾布為400～1000目濾布；

步驟(3)中所述的成型裝置為內壁涂抹有苯甲基硅油的成型裝置；

步驟(3)中所述的干燥的條件為：在30～60℃、40～80％RH條件下干燥12～48h；

步驟(3)中所述的熟化的條件為：在80～150℃條件下熟化1～10h。

2.根據權利要求1所述的高強度納米纖維基材料的制備方法，其特征在于：

步驟(2)中所述的熟化淀粉的添加量為所述紙漿纖維絕干質量的0.1～5％；

步驟(2)中所述的聚丙烯酰胺的添加量為所述納米纖維絕干質量的0.1～1％。

3.根據權利要求1所述的高強度納米纖維基材料的制備方法，其特征在于：

步驟(2)中所述的納米纖維懸浮液中納米纖維的質量分數為1～10％。

4.根據權利要求1所述的高強度納米纖維基材料的制備方法，其特征在于：

步驟(1)中所述的紙漿纖維為馬尾松紙漿纖維；

步驟(2)中所述的聚丙烯酰胺為非離子型聚丙烯酰胺，陰離子型聚丙烯酰胺，陽離子型聚丙烯酰胺和兩性型聚丙烯酰胺中的一種或以上。

5.根據權利要求1所述的高強度納米纖維基材料的制備方法，其特征在于：還包括將步驟(2)中得到的成型液進行脫泡處理的步驟；

所述的脫泡處理的條件為：在-0.1～-1MPa 條件下脫泡1～10h。

6.一種高強度納米纖維基材料，其特征在于：通過權利要求1～5任一項所述的方法制備得到。

7.權利要求6所述的高強度納米纖維基材料在防護器材、特種器件和建筑材料中的應用。