[發明專利]一種環保型纖維素海綿材料

在審

• 申請號: 201810579718.9
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN110577666A
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 劉傳禮
• 申請（專利權）人: 淮安市冰青建設工程管理有限公司
• 主分類號: C08L1/02
• 分類號: C08L1/02;C08J9/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于纖維素技術領域，具體涉及一種環保型纖維素海綿材料。該纖維素海綿材料是由纖維素溶液通過添加成孔劑硫酸鈉，經老化、再生、洗滌、烘干工藝制得，該纖維素溶液是由纖維素通過氫氧化鈉水溶液進行預處理，然后放入氫氧化鈉/硫脲溶液中而制得。本發明的環保型纖維素海綿材料，力學性能良好、吸水率高。本發明選擇低溫成型，有利于Na₂SO₄結晶化合物的形成，而在自然條件下，纖維素海綿的成型慢。本發明加入的Na₂SO₄可利用其與硫酸的同離子效應，抑制氫離子的活性，以防止纖維素過度降解。本發明制備出的纖維素海綿斷裂伸長率達到2.0%以上、拉伸強度為0.2MPa、撕裂強度為0.17KN.m。

技術領域

本發明屬于纖維素技術領域，具體涉及一種環保型纖維素海綿材料。

背景技術

泡沫塑料作為一種日常生活用品和工業用品，已經出現了幾十年，成為工業生產、人們生活中必不可少的物品。現在市場上銷售的泡沫用品，主要是由來源于石油產品的聚氨酯和聚苯乙烯制造而成。其不但生產過程污染環境，且廢棄物也很難降解，特別是用于人體衛生、家庭洗滌和化妝時，長期使用會對人產生一定的危害。隨著石油資源的不斷減少，其原料來源也將是一個嚴重的問題。進入二十一世紀后，人們對環保有了更進一步的認識，勢必要有一種新的環保型泡沫塑料代用品。

植物纖維素是自然界中最普遍的一種天然資源，不但來源廣泛，而且能通過植物的光合作用不斷“再生”，世界每年的產量高達1000億噸。纖維素在自然條件下很易分解為二氧化碳和水，對環境無污染。利用纖維素制備纖維素海綿，具有吸水快，保水性強，易風干、擦拭效果好等特點，目前纖維素海綿主要用于清潔用品，如餐具清洗、汽車清洗等。

在纖維素海綿的生產工藝中最重要的就是纖維素溶劑，由于纖維素的超分子結構，使得纖維素在大部分有機溶劑中很難溶解，特別是聚合度較高時，溶解更加困難。目前纖維素溶解工藝可分為兩大類：一為借用傳統的粘膠纖維生產前半部的纖維素溶解工藝，即采用二硫化碳反應的纖維素磺酸鹽法。該法污染環境，腐蝕設備，但由于相對工藝成熟，成本較低，一些企業還在采用。另一類即為溶劑法，又可分為衍生化溶劑和非衍生化溶劑，也可以分為水相溶劑和非水相溶劑。其中已用于工業的主要有NaOH／CS₂體系和NMMO／水溶劑體系，另外還有一部分溶劑也具有較好的發展前景，如離子液體、NaOH／尿素或硫脲／水體系等。利用NaOH／硫脲溶液作為纖維素溶劑，不僅溶解能力較強，而且纖維素在溶液中也不會降解，生產過程污染低，原料價格也比較低廉。利用NaOH／硫脲溶液制備纖維素溶液，然后進行濕法紡絲，制得的纖維類似于蠶絲，機械性能也優于粘膠纖維。雖然這一溶劑的溶解能力不是太強，但可以通過纖維素預處理的方法，降低纖維素的結晶度，以提高其在該溶劑中的溶解度。另外纖維素的來源除了植物的合成，還有人類日常纖維素用品的廢棄，也是纖維素的一大來源，對其進行充分利用，不但解決了原料的問題，也降低了纖維素海綿的生產成本。

因此，選擇恰當的工藝和廉價溶劑，制備性能優異的纖維素海綿，以代替企業目前采用的纖維素磺酸鹽法具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的是開發一種生產成本低、環保壓力輕的環保型纖維素海綿材料，該纖維素海綿材料的力學性能良好、吸水率高。

實現本發明的目的而采用的技術方案為：一種環保型纖維素海綿材料，該纖維素海綿材料是由纖維素溶液通過添加成孔劑硫酸鈉，經老化、再生、洗滌、烘干工藝制得，該纖維素溶液是由纖維素通過氫氧化鈉水溶液進行預處理，然后放入氫氧化鈉/硫脲溶液中而制得。

優選地，所述的預處理的具體步驟為：將木漿板粉碎成粒徑為50微米以下的顆粒物后放入氫氧化鈉的水溶液中進行室溫浸漬2h，過濾，濾餅水洗，然后去除水分即可。

優選地，所述的纖維素溶液的制備步驟為：將氫氧化鈉和硫脲溶于水中得氫氧化鈉/硫脲溶液，然后將預處理后的纖維素放入氫氧化鈉/硫脲溶液中，于-5℃冷凍2h，然后進行室溫解凍，即得纖維素溶液。