[發(fā)明專利]一種石墨烯/竹纖維及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711418812.8
• 申請日: 2017-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN108193550A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林榮銓
• 申請（專利權(quán)）人: 林榮銓
• 主分類號(hào): D21H17/63
• 分類號(hào): D21H17/63;D21H21/36;D21H21/14;D21B1/02;D21B1/30;D21D1/20;D21D1/40;D21H11/12
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 任重;馮振寧

本發(fā)明涉及一種石墨烯/竹纖維及其制備方法，公開了制備纖維的工藝包括汽蒸處理、螺旋擠壓、機(jī)械磨漿和石墨烯分散液改性等工藝。本發(fā)明以石墨烯/竹纖維作為制備原料，利用螺旋擠壓結(jié)合機(jī)械法磨漿，采用本法制備的纖維得率高、卡伯值低，整個(gè)過程沒有引入有害化學(xué)品，確保了纖維的衛(wèi)生特性。由于制漿過程中加入石墨烯分散液，使得獲得的產(chǎn)品具有較好的抗菌性能，尤其對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、溶血性鏈球菌起到有效的抑制滅殺作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于制漿造紙技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種石墨烯/竹纖維及其制備方法。

背景技術(shù)

石墨烯是一種新型二維超薄納米材料，因?yàn)槠洫?dú)特的結(jié)構(gòu)、力學(xué)和電子性質(zhì)，在藥物投遞、腫瘤治療等生物納米技術(shù)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。有研究表明，石墨烯不但可以通過對細(xì)菌細(xì)胞膜進(jìn)行切割，還能誘導(dǎo)細(xì)菌細(xì)胞膜上的磷脂分子脫離，從而實(shí)現(xiàn)石墨烯對細(xì)胞膜上磷脂分子的大規(guī)模直接抽取。這種切割和抽取的物理作用可導(dǎo)致細(xì)菌的細(xì)胞膜失去完整性而胞內(nèi)物質(zhì)外流，從而達(dá)到殺死細(xì)菌的效果。同時(shí)，石墨烯具有二維石墨層的新型納米材料，具有高比表面積和可功能化表面，具有高柔性、高強(qiáng)度、高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱、導(dǎo)體和半導(dǎo)體等優(yōu)異的結(jié)構(gòu)、力學(xué)和電學(xué)特性，是理想的活性材料。

我國是世界竹類資源最豐富的國家，有竹類植物約39屬，500余種，全國竹林和毛竹林面積約500多萬hm²，資源十分豐富，素有/竹子王國之稱。采用竹材制漿具有來源豐富、容易成漿、成本低廉、成紙表面平滑等優(yōu)點(diǎn)，但也存在竹漿質(zhì)量差、污染嚴(yán)重等普遍問題。雖然，現(xiàn)有技術(shù)中對竹纖維制漿進(jìn)行了大量研究，但由于竹類含糖量、脂肪和蛋白質(zhì)較高，若采伐期掌握不當(dāng)或原料管理不善容易引起蟲蛀和腐朽；竹節(jié)部位石細(xì)胞較多，纖維素含量低，藥液滲透困難，不易煮透；竹材灰分多集中于皮部和節(jié)部，其含量高于木材但比草類原料低；竹漿漂率較高，單獨(dú)用次氯酸鹽漂白，漂后竹漿較易返黃；在黑液堿回收過程中易發(fā)生硅干擾，且制漿得率低；常采用的化學(xué)法制漿，導(dǎo)致纖維的衛(wèi)生特性不佳。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是竹纖維制漿技術(shù)不足，提供一種石墨烯/竹纖維制備方法。所述方法不但能夠解決制漿得率低的問題，還能有效降低紙漿卡伯值，制備的纖維產(chǎn)品不僅衛(wèi)生特性好，而且具有較好的導(dǎo)電性能和抗菌性能。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種石墨烯/竹纖維制備方法制備得到的石墨烯/竹纖維。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

公開一種石墨烯/竹纖維制備方法，包括以下步驟：

S1.將竹子進(jìn)行除渣處理，去除其中的泥沙和灰塵后，干燥直至含水量為20％～25％，將原竹切成長25mm～40mm、寬10mm～20mm的規(guī)格竹片，將上述竹纖維置于預(yù)汽蒸倉在80℃～90℃，進(jìn)行汽蒸處理20min～30min后，進(jìn)行螺旋擠壓處理，壓縮比為1.5～3:1；得到竹纖維粗漿料；

S2.將步驟S1得到的竹纖維粗漿料用水反復(fù)浸泡、分散和洗滌，直至洗滌水為中性后，送入高濃盤磨機(jī)進(jìn)行常壓磨漿，把磨漿后的漿料置入消潛洗滌，消潛溫度為85℃～90℃，時(shí)間1～2h，使竹纖維舒張、伸直；

S3.向步驟S2中加入石墨烯分散液，混合均勻后，進(jìn)行減壓過濾55min～65min，于55℃～70℃下干燥80min～110min，得到含石墨烯的竹纖維。

進(jìn)一步地，步驟S2中，所述磨漿濃度為15％～20％，溫度為70℃～80℃，時(shí)間為3.5h。

進(jìn)一步地，步驟S3中，所述石墨烯分散液的制備方法為：將氧化石墨烯加入到含分散劑的水或乙醇溶劑的溶液中，超聲2h～4h，得到石墨烯分散液。

進(jìn)一步地，步驟S3中，所述竹纖維與石墨烯分散液用量比例為70～75:2。本發(fā)明的另一目的在于公開上述石墨烯/竹纖維制備方法制備得到的石墨烯/竹纖維。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的石墨烯/竹纖維的制備方法具有以下優(yōu)勢：