[發明專利]一種植物纖維的加工處理方法

有效

• 申請號: 201910248602.1
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109972403B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 李祖仲;何俊輝;陳宇;熊劍平;龐蕭蕭;黎水昌;楊凱呂;禤煒安;周勝波;華敏;黃常聰
• 申請（專利權）人: 長安大學;廣西交通科學研究院有限公司;廣西北部灣投資集團有限公司;廣西交通投資集團有限公司
• 主分類號: D06M16/00
• 分類號: D06M16/00;D06M13/192;D06M11/79;D06M15/263;D06M15/356;D06M11/155;D06M101/04
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

本發明公開了一種植物纖維的加工處理方法，包括以下步驟：對植物纖維原料加漆酶水解，切碎分散，將切碎產物與丁二酸酐、二甲苯混合液混合均勻，加熱酯化反應，索氏提取，蒸發，烘干，攤鋪，得酯化產物；向硅酸鋰與硅丙乳液的混合液中加入氯化鎂溶液，得噴灑液，將噴灑液均勻噴灑于酯化產物上，靜置反應，干燥，篩分，即得。本發明采用漆酶降解植物纖維固體廢棄物中的木質素和纖維素網絡結構，再結合丁二酸酐的酯化作用，提高了植物纖維的耐水性，改善了纖維和聚合物基體的界面相容性；采用硅酸鋰混合溶液在植物纖維表面成膜，提高植物纖維的熱穩定性，提高了植物纖維制品在惡劣環境中的使用壽命，擴大了植物纖維的應用范圍。

技術領域

本發明涉及植物纖維加工技術領域，尤其涉及一種植物纖維的加工處理方法。

背景技術

隨著我國綠色、生態發展戰略的持續推進，森林資源的保護力度逐漸加大，林木類植物纖維的產量日趨稀少，非木材資源的植物纖維將進一步推廣應用。然而，植物經農業、工業加工后產生大量的植物纖維固體廢棄物，如秸稈、蔗渣、苧麻殘渣等，綜合利用率偏低，給地表環境造成了一定的污染和潛在危害。為推進植物纖維固體廢棄物的資源化、高值化、規模化利用，2019年1月，國家發改委和工信部聯合發布了《關于推進大宗固體廢棄物綜合利用產業聚集發展的通知》，鼓勵大宗固體廢棄物綜合利用技術水平、裝備能力、應用規模和應用效益的不斷提高和擴大，以緩解資源壓力和培育新的經濟增長點，推動經濟發展向高值、環保方向不斷發展。

植物纖維中存在大量的羥基等親水基團，導致其與聚合物基體的相容性較差，嚴重影響纖維-聚合物復合材料的力學性能。因此，出現了很多對植物纖維的表面改性方法，用以提高纖維和聚合物基體的粘結性。

目前植物纖維表面改性常用的方法有堿化處理、酯化處理、表面接枝處理、偶聯劑處理等。其中，堿化處理雖然能夠除去部分木質素、半纖維素及其它低分子雜質，但卻降低了纖維的熱穩定性和力學性能；酯化處理和偶聯劑處理雖然能夠改善纖維和聚合物的界面相容性，但對纖維存在的熱穩定性差的問題卻并無助益；表面接枝處理則存在生產成本過高，處理時間過長的問題，不利于大范圍推廣應用。

隨著植物纖維制品的應用越來越廣泛，適用環境也變得復雜，如：潮濕環境、高溫環境，因此，對植物纖維固體廢棄物加工處理后的力學性能和熱穩定性的要求也越來越高，開發一種能夠提高植物纖維與聚合物基體的粘結性和改善其制品的耐水性、耐高溫性的植物纖維加工方法是植物纖維固體廢棄物加工處理領域亟待解決的難題。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種植物纖維的加工處理方法，采用漆酶降解植物纖維固體廢棄物中的木質素和纖維素網絡結構，使纖維束分散，再結合丁二酸酐的酯化作用，提高了植物纖維的耐水性，改善了纖維和聚合物基體的界面相容性；采用硅酸鋰混合溶液可以在植物纖維表面成膜，提高植物纖維的熱穩定性，延長了植物纖維制品在惡劣環境中的使用壽命，擴大了植物纖維的應用范圍，提高了植物纖維的生產質量。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以解決。

一種植物纖維的加工處理方法，包括以下步驟：

步驟1，對植物纖維原料進行水洗，分段，加漆酶水解，沖洗，表面瀝干，得飽和面干狀態產物。

步驟2，對飽和面干狀態產物進行切碎分散，干燥，得切碎產物；

步驟3，將切碎產物與丁二酸酐、二甲苯混合液混合均勻，再進行加熱酯化反應，得反應產物，對反應產物進行索氏提取，蒸發，烘干，攤鋪，得酯化產物；

步驟4，向硅酸鋰與硅丙乳液的混合液中加入氯化鎂溶液，得噴灑液，將噴灑液均勻噴灑于酯化產物上，靜置反應，干燥，篩分，即得植物纖維增強材料。

優選的，步驟1中，所述水洗的次數為1～2次，所述分段的長度為1～5cm，厚度為1～2mm。