[發明專利]一種可降解竹纖維吸管的制備方法

有效

• 申請號: 202110422536.2
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN112961394B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 張文福;張建;王洪艷;袁少飛;施江靖
• 申請（專利權）人: 浙江省林業科學研究院
• 主分類號: C08J9/08
• 分類號: C08J9/08;C08J9/10;C08L97/02;C08L3/02;C08L29/04;C08L67/04;C08K3/08;A47G21/18
• 代理公司: 西安匯恩知識產權代理事務所(普通合伙) 61244
• 代理人: 張偉花

本發明提供了一種可降解竹纖維吸管的制備方法，該方法為：將竹碎料經過初篩，選擇竹纖維，與水混合，經過蒸汽爆破處理、水洗、烘干，得預處理竹纖維；將可降解塑料預熱、冷卻后，加預處理竹纖維、聚乙烯醇、偶氮二甲酰胺、填料、納米銀和碳酸氫鈉混煉后造粒，得竹纖維增強可降解改性塑料顆粒；采用微孔發泡擠出成型的方式，將竹纖維增強可降解改性塑料顆粒連續注入環形模具中進行定向加熱，得到可降解竹纖維吸管。本發明可有效降解竹纖維中半纖維素和部分木質素，降低竹纖維吸濕性能，利用竹纖維增強可降解改性塑料顆粒發泡過程中，纖維間存在較大孔隙，使得水分向外層逃逸，竹纖維吸管內壁形成致密層，保證了吸管內部結構穩定。

技術領域

本發明屬于竹材加工技術領域，具體涉及一種可降解竹纖維吸管的制備方法。

背景技術

隨著塑料污染治理逐步深化，利用不可降解塑料制作的一次性塑料袋、一次性塑料餐具、快遞塑料包裝、一次性塑料吸管等產品使用受到了限制。聚乳酸(PLA)、聚羥基脂肪酸酯(PHA)、二元酸二元醇共聚酯系列(PBS、PBAT、PBSA)、聚乙醇酸(PGA)、聚己內酯(PCL)等可以生物降解塑料需求量激增，但是生物降解塑料較傳統塑料，在耐熱性、韌性、高強度機械性能、高耐磨加工性等方面仍有較大差距，使得應用領域受限。

竹材是我國重要的森林資源，具有分布廣、竹種多、蓄積量大等優勢，對竹材的有序良好的應用，具有良好的社會經濟效益。但是竹材的直徑大小不一、中空且有一定的尖削度，導致了竹材利用率較低，在使用加工過程中，產生了大量的竹碎料等加工剩余物。將竹材加工剩余物進行再利用是提高竹農收入、減少環境污染、增加產品附加值的有效手段。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種可降解竹纖維吸管的制備方法，該方法可有效降解竹纖維中半纖維素和部分木質素，降低竹纖維吸濕性能，利用竹纖維增強可降解改性塑料顆粒發泡過程中，纖維間存在較大孔隙，使得水分向外層逃逸，竹纖維吸管內壁形成致密層，保證了吸管內部結構穩定。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種可降解竹纖維吸管的制備方法，該方法為：

S1、竹碎料纖維預處理：將竹碎料經過初篩，選擇長度小于10mm的竹纖維，與水混合后，經過蒸汽爆破處理、清水沖洗、烘干后，得到預處理竹纖維；所述蒸汽爆破處理的方法為：在溫度為180℃～210℃、蒸汽壓力為1.5MPa～2MPa的條件下保壓35s～60s后，瞬間釋放壓力至常壓后，自然冷卻至室溫；

將竹纖維經過蒸汽爆破處理可以將竹纖維通過蒸汽爆破得到的預處理竹纖維均一細小，能夠實現纖維的均一化，降低竹纖維尺寸差異，通過蒸汽爆破過程中，蒸汽對竹纖維進行處理，可以有效降解竹纖維中半纖維素和部分木質素，降低纖維吸濕性能，處理后的竹纖維挺度增加，硬度增加，使得最終制備的可降解竹纖維吸管具有較大的強度，不易受損變形；

S2、竹纖維增強可降解改性塑料顆粒的制備：將可降解塑料在溫度為140℃～160℃的條件下預熱1h～2h，然后自然冷卻至50℃～60℃時，依次加入S1中得到的預處理竹纖維、聚乙烯醇、偶氮二甲酰胺、填料、納米銀和碳酸氫鈉，攪拌均勻后，得到混合料，放入密煉機中，在溫度為160℃～180℃、螺桿轉速為60r/min～100r/min的條件下混煉10min～30min后，經造粒，得到竹纖維增強可降解改性塑料顆粒；所述可降解塑料為聚乳酸、聚乳酸和聚羥基脂肪酸酯的混合物或者聚乳酸和聚乙醇酸的混合物；所述填料為滑石粉或者碳酸鈣；

S3、可降解竹纖維吸管的制備：采用微孔發泡擠出成型的方式，將S2中得到的竹纖維增強可降解改性塑料顆粒按照加料速率為10g/s連續注入環形模具中進行定向加熱，得到可降解竹纖維吸管；所述定向加熱的條件為：從加料至出口，環形模具的芯模依次設定160℃、100℃和40℃3個溫度段，與所述芯模對應位置的環形模具的外模依次為是90℃、50℃和20℃。