[發(fā)明專利]一種改性甘蔗纖維及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810143398.2
• 申請(qǐng)日: 2018-02-11
• 公開（公告）號(hào): CN108442156A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙志云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖州科博信息科技有限公司
• 主分類號(hào): D21B1/16
• 分類號(hào): D21B1/16;D21C9/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發(fā)明涉及植物纖維，公開了一種改性甘蔗纖維及其制備方法，該制備方法包含以下步驟：1）將在粉碎的甘蔗渣中加入助磨劑和水，濕法球磨，水洗干凈，得到活化的甘蔗渣纖維；2）將納米二氧化硅粉末超聲分散在水中，加入活化的甘蔗渣纖維，攪拌吸附；3）再加入烷基酚聚氧乙烯醚，攪拌均勻，升溫吸附后過濾干燥，得到改性甘蔗纖維。本發(fā)明僅采用水為溶劑，安全環(huán)保，成本較低，通過濕法研磨促進(jìn)改性助劑的吸附和接枝，采用二氧化硅提高纖維的耐熱性能和纖維強(qiáng)度，采用烷基酚聚氧乙烯醚增加纖維的相容性，該制備工藝簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求較低，成本較低，改性效果好，所得改性甘蔗纖維可廣泛用于紡織、環(huán)保、養(yǎng)殖等各個(gè)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及植物纖維，尤其涉及一種改性甘蔗纖維及其制備方法。

背景技術(shù)

我國是僅次于巴西和印度的世界第三甘蔗種植大國，甘蔗作為大宗的糖料經(jīng)濟(jì)作物，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。甘蔗渣是制糖的一種副產(chǎn)品，是甘蔗榨糖后的渣粕，蛋白質(zhì)含量和熱量均比較低。長(zhǎng)期以來，這種大批量的甘蔗渣主要供糖廠本身作為燃料燒掉或廢棄，這種利用方法的經(jīng)濟(jì)價(jià)值非常低。開發(fā)利用蔗渣資源，不但可以提高糖廠的經(jīng)濟(jì)效益，還可為其他行業(yè)提供大量的資源，對(duì)許多行業(yè)均具有重大意義。每生產(chǎn)出一噸的蔗糖，就會(huì)產(chǎn)生2~3噸的甘蔗渣，甘蔗渣含有豐富的纖維素，而含木質(zhì)素較少，故蔗渣作為纖維原料具有很大的優(yōu)越性。但是纖維素屬于結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)共存的結(jié)構(gòu)，由于此結(jié)構(gòu)以及分子內(nèi)和分子間氫鍵的影響，使得纖維素很難溶于普通的溶劑，影響纖維素的應(yīng)用和性能，因此在應(yīng)用前需進(jìn)行改性。

申請(qǐng)?zhí)枮?01310359396.4的中國專利明公開了一種甘蔗渣纖維素納米纖維膜的制備方法。主要步驟如下 ：甘蔗渣→甘蔗渣纖維→甘蔗渣納米纖維素膜。（1）進(jìn)行酸堿化學(xué)處理。（2）結(jié)合機(jī)械法如研磨、離心等處理溶液，制備出均勻的生物質(zhì)纖維素納米纖維。（3）真空抽濾進(jìn)行成膜。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單，成本較低，易于推廣，實(shí)現(xiàn)了廢棄物資源化和有效循環(huán)利用，不僅有利于減輕對(duì)環(huán)境的污染，而且有利于甘蔗渣的高值化利用。但是該方法采用大量酸、堿溶劑，環(huán)境不友好，對(duì)設(shè)備要求高，安全性差。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種改性甘蔗纖維及其制備方法，僅采用水為溶劑，通過濕法研磨和助劑改性，制備工藝簡(jiǎn)單，成本較低，安全環(huán)保，得到的改性甘蔗纖維耐熱性好，纖維強(qiáng)度高，與樹脂的相容性好，應(yīng)用范圍廣泛。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：該制備方法包含以下步驟：

1）將在粉碎的甘蔗渣中加入助磨劑和水，濕法球磨，水洗干凈，得到活化的甘蔗渣纖維；

2）將納米二氧化硅粉末超聲分散在水中，加入活化的甘蔗渣纖維，攪拌吸附；

3）再加入烷基酚聚氧乙烯醚，攪拌均勻，升溫吸附后過濾干燥，得到改性甘蔗纖維。

甘蔗渣濕法球磨能夠更有效的實(shí)現(xiàn)甘蔗纖維細(xì)化，同時(shí)使纖維素和木質(zhì)素的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，纖維微晶進(jìn)一步細(xì)化，使可及的表面和小孔增加，能夠促進(jìn)后續(xù)納米二氧化硅粉末和烷基酚聚氧乙烯醚的吸附；加入助磨劑后，研磨能夠幫助助磨劑和甘蔗纖維產(chǎn)生接枝，從而改變甘蔗纖維表面化學(xué)性質(zhì)，形成非極性改性，能夠幫助甘蔗纖維在樹脂中分散和結(jié)合；納米二氧化硅粉末經(jīng)過超聲分散后不易團(tuán)聚，有利于甘蔗纖維的吸附，二氧化硅改性后的甘蔗纖維能夠顯著的提高纖維的耐熱性能和纖維強(qiáng)度；烷基酚聚氧乙烯醚為非離子表面活性劑，能夠增大甘蔗纖維與非極性分子的接觸角，進(jìn)一步非極性改性。

作為優(yōu)選，所述步驟1）中助磨劑為聚丙烯、聚乙烯或聚苯乙烯粉末的一種或幾種混合。

作為優(yōu)選，所述步驟1）中助磨劑的添加量為纖維質(zhì)量的10-25%。

作為優(yōu)選，所述步驟2）中活化的甘蔗渣纖維與水的比例為1:20-100。

作為優(yōu)選，所述步驟2）中納米二氧化硅粉末的粒徑為50-150nm，添加量為纖維質(zhì)量的5-15%。