[發明專利]一種超疏水植物纖維片材材料的制備方法

有效

• 申請號: 201911024928.2
• 申請日: 2019-11-14
• 公開（公告）號: CN110747687B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 劉壯;朱琳;孫集一;秦冕;馬國榮;康靜怡;欒英博;施言欣雨
• 申請（專利權）人: 哈爾濱商業大學
• 主分類號: D21F13/00
• 分類號: D21F13/00;D21H17/37;D21H17/68;D21H17/06;D21H17/65;D21H17/13;D21H23/72;D21H21/16
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種超疏水植物纖維片材材料的制備方法，它涉及紙張后加工技術領域。它要解決現有植物纖維類片材的防水處理方法存在成本高和易失去防水功能的問題。方法：一、纖維粉碎、過篩、球磨、堿潤脹和帚化；二、抄片；三、采用PMMA、丙酮、粒度為2μm的SiO₂和粒度為0.1μm的SiO₂，制備懸濁液；四、片材于懸濁液中提拉浸漬，干燥后于丙酮中浸泡，氫氟酸中浸漬，全氟癸基三甲氧基硅烷乙醇溶液中浸泡，干燥。本發明工藝簡單，通過PMMA物理負載方法將不同尺度SiO₂均勻分散在植物纖維交叉的立體網狀結構中，實現了微納疏水結構，高濕度環境下的防水功能表現良好，不易失效；且有效降低成本。本發明適用于超疏水植物纖維片材的制備。

技術領域

本發明涉及紙張后加工技術領域。

背景技術

與塑料片材類包裝相比，紙張類片材包裝的可降解性使之成為綠色包裝最有前途的材料之一。而紙張的主要成分纖維素與半纖維素含有大量親水羥基導致紙張易吸水變形，從而導致紙包裝商品在流通、運輸、儲藏過程中難免會被水浸濕，出現如下問題：(1)紙包裝強度降低，造成外包裝防護功能失效，(2)紙包裝受潮導致內包裝商品變質、失效，貨架期嚴重縮短，如食品、藥品等。顯然，商品紙質外包裝的防水效果好是極為重要的。而構成紙張基本成分是植物纖維，與其相關的防水性的研發將極大促進紙張防水問題的解決。

植物纖維類片材的防水處理一般分為兩種方法，一種是在其表面制備防水涂層，另一種方式是在制備材料前，將漿料進行防水改性處理進而直接抄造出防水的材料。表面涂布是常見的第一種制備涂層的方法，只需要在材料表面通過涂布設備增加一層防水的表層，工藝簡單，但涂層與紙基的結合力、涂布涂層的均勻性控制較難，另外，紙張纖維交叉的毛細孔完全封閉較為困難，因此在高濕度環境下易失去防水功能，很難滿足日益提高的防水要求。而且對于紙質包裝材料后續的回收也會增加工序。超疏水漿料制備出的片材防水能力超強，可適用于各種需要防水防潮的環境，但防水漿料一般價格昂貴，且化學方法制備的漿料在抄造成片材后，其力學及其他物理等特性會發生變化從而影響使用。

發明內容

本發明目的是為了解決現有植物纖維類片材的防水處理方法存在成本高和易失去防水功能的問題，而提供一種超疏水植物纖維片材材料的制備方法。

一種超疏水植物纖維片材材料的制備方法，它按以下步驟進行：

一、纖維粉碎后過40目篩網，再置于球磨機中進行球磨，然后依次堿潤脹處理和帚化處理；

二、帚化處理后采用立式雙面夾網抄片機進行抄片，片材的定量為100～200g/m²，厚度為80μm～100μm；

三、將PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)溶于丙酮中，于0℃恒溫封閉條件下磁力攪拌24h，然后加入粒度為2μm的SiO₂和粒度為0.1μm的SiO₂，電動攪拌30min，獲得懸濁液；

四、將步驟二中所獲片材置于上述懸濁液中，提拉浸漬往復200次，80℃恒溫條件下干燥2h，然后置于丙酮中浸泡0.5～1h，取出后置于濃度為3mol/L的氫氟酸中浸漬刻蝕10～20min，取出后再置于濃度為0.04mol/L的全氟癸基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中浸泡10～30min，取出后于80℃條件下干燥1～2h，即完成超疏水植物纖維片材材料的制備。

本發明的優點是：

本發明中超疏水植物纖維片材材料的制備方法，工藝簡單，通過PMMA物理負載方法將不同尺度SiO₂均勻分散在植物纖維交叉的立體網狀結構中，實現了微納疏水結構，高濕度環境下的防水功能依然表現良好，不易失效；且工藝對纖維無特殊的選擇性，再生纖維的應用也顯然復合環保政策的要求；而秸稈類纖維的應用可充分利用農作物廢棄物，實現環保增值，同時有效降低成本。

本發明適用于超疏水植物纖維片材材料的制備。

附圖說明