CN106008724B - 一种纤维素泡沫材料及提高纤维素泡沫材料拉伸强度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种纤维素泡沫材料，所述泡沫材料，拉伸强度为0.30‑1.60MPa。本发明还提供一种提高纤维素泡沫材料拉伸强度的方法，包括碱液处理步骤；所述碱液处理步骤包括：将天然纤维素纤维，加入到氢氧化钠中进行处理。所述天然纤维素纤维为天然棉、麻纤维，所述天然纤维长度为10‑70mm。本发明制备的纤维素泡沫材料拉伸强度较高，达0.30‑1.60MPa，远超现有技术中的泡沫材料的拉伸强度，可大大提高该泡沫材料的市场应用范围；本发明制备纤维素泡沫材料的过程中，原料天然、可降解具有环保、不污染环境的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种纤维素泡沫材料及提高纤维素泡沫材料拉伸强度的方法，属于纤维素泡沫材料领域。
背景技术
纤维素发泡材料具有生物可降解性、吸油性、强吸水性和吸水膨胀性，因而可用于民用清洁、工业清洁和水上工程。随着人们的环保意识不断地增强，纤维素发泡材料的市场需要求将不断地增大，因此纤维素发泡材料大工业化的生产工艺有待于研究开发。但纤维素发泡材料的力学性能差，不耐摩擦，容易被拉断，使用性价比较低，因而其应用领域具有局限性。
US2495237专利利用低浓度粘胶溶液预处理增强纤维，提高纤维素发泡材料的拉伸强度为9.8-19.6KPa，但是该拉伸强度仍不能满足市场要求，另外该专利未明确提出低粘度粘胶溶液脱干程度，以及不适用于原棉纤维；US2914493专利利用聚酯纤维混合纤维素纤维，提高纤维素发泡材料的拉伸强度，但是聚酯纤维不环保，违背当今可持续发展的主题。为此，以天然纤维素纤维为增强纤维，本发明人提供的一种特殊处理方法可以有效提高纤维素泡沫材料的力学性能，特别是提高纤维素泡沫材料的拉伸强度。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种纤维素泡沫材料及提高纤维素泡沫材料拉伸强度的方法，以实现以下发明目的：
1、本发明制备的纤维素泡沫材料拉伸强度较高，可大大提高该泡沫材料的市场应用范围；
2、本发明制备纤维素泡沫材料的过程中，原料天然、可降解具有环保、不污染环境的特点。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种纤维素泡沫材料，其特征在于：所述泡沫材料，拉伸强度为0.30-1.60MPa。
以下为上述技术方案的进一步改进：
一种提高纤维素泡沫材料拉伸强度的方法，其特征在于：包括碱液处理步骤；所述碱液处理步骤包括：将天然纤维素纤维，加入到氢氧化钠中进行处理。
所述天然纤维素纤维为天然棉、麻纤维，所述天然纤维长度为10-70mm。
所述天然纤维长度为20-60mm。
所述氢氧化钠浓度为11-33%，处理温度50-100℃，处理浴比1:10-1:50，处理时间40-120min。
所述方法还包括脱碱液步骤，通过所述脱碱液步骤制得天然纤维素纤维；所述天然纤维素纤维含水量为0-30.00%。
所述方法还包括浸泡步骤，所述浸泡步骤：将制得的亲水性天然纤维素纤维添加到低浓度粘胶溶液进行浸泡，低粘度粘胶溶液中甲纤含量为2.00-5.00%，浸泡温度为5-15℃，浸泡浴比为1:50-1:250。
所述低粘度粘胶溶液中甲纤含量为3.00-4.00%，低粘度粘胶溶液温度为8-12℃，浸泡浴比为1：100-1:200。
所述方法还包括混合步骤，所述混合步骤包括：将低浓度粘胶溶液处理的天然纤维素纤维添加入到高浓度粘胶溶液进行混合，所述天然纤维素纤维干重为高浓度粘胶溶液中甲纤质量的12.00-30.00%。
所述高浓度粘胶溶液的甲纤含量为10-14%，温度为2-18℃；所述混合温度2-18℃，混合时间为30-120min。
由于采用了上述技术方案，本发明达到的技术效果如下：
1、本发明制备的纤维素泡沫材料拉伸强度较高，达0.30-1.60MPa，远超现有技术中的泡沫材料的拉伸强度，可大大提高该泡沫材料的市场应用范围；
2、本发明制备纤维素泡沫材料的过程中，原料天然、可降解具有环保、不污染环境的特点；
3、本发明制备纤维素纤维泡沫材料的过程中，对天然纤维进行了一系列特殊工艺处理，使得制备的纤维素泡沫材料中的天然纤维分散均匀，且根据泡沫材料的结构情况，能保证纤维素泡沫材料的结构强度的相对最大化。
具体实施方式
实施例1 一种提高纤维素泡沫材料拉伸强度的方法，包括以下步骤：
步骤1
碱液处理：称取长度20-30cm棉纤维干重5.60kg，放入氢氧化钠浓度22%碱液，处理浴比为1:30，温度为75℃，浸泡时间为80min。
脱碱液：进行中和、清洗、脱液和烘干，得到亲水性性棉纤维，其湿度为15.43%。
步骤2
浸泡：将碱性棉纤维加入到甲纤3.50%粘胶溶液进行浸泡,浸泡温度为10℃,浸泡浴比1:150；
脱液：浸泡结束后，进行离心脱液得到3.5%粘胶溶液处理的棉纤维，亲水性棉纤维含量为13.12%。
步骤3
混合：称取甲纤含量12%粘胶溶液与3.5%粘胶溶液处理的棉纤维进行混合，且天然纤维素纤维干重为12%粘胶溶液中甲纤质量的21.00%，该粘胶溶液温度为10℃；混合时夹套通上冷却液，温度维持在10℃，混合时间为75min即可。
步骤4
后处理：加入芒硝芒硝混合、注模、加热成型、脱模、清洗、中和、漂白、脱干，即可得到高拉伸强度的纤维素泡沫材料，拉伸强度为1.60MPa。
实施例2 一种提高纤维素泡沫材料拉伸强度的方法，包括以下步骤：
步骤1
碱液处理：称取长度60-70cm麻纤维干重2.80kg，放入氢氧化钠浓度11%碱液，浸泡浴比为1:50，浸泡温度为100℃，浸泡时间为40min。
脱碱液：处理结束后，进行中和、清洗、脱液和烘干得到亲水性麻纤维，其湿度为0.12%；
步骤2
浸泡：将亲水性麻纤维加入到甲纤2.0%粘胶溶液进行浸泡,浸泡温度为5℃,浸泡浴比1:250；
脱液：浸泡结束后，进行离心脱液得到2.0%粘胶溶液处理的麻纤维，亲水性麻纤维含量为21.96%。
步骤3
混合：称取甲纤含量14%粘胶溶液与2.0%粘胶溶液处理的麻纤维进行混合，天然纤维素纤维干重为14%粘胶溶液中甲纤质量的30.00%，该粘胶溶液温度为2℃；混合时夹套通上冷却液，混合时间为120min，结束混合时物料温度为2℃。
步骤4
后处理：加入芒硝芒硝混合、注模、加热成型、脱模、清洗、中和、漂白、脱干，即可得到高拉伸强度的纤维素泡沫材料，拉伸强度为1.10MPa
实施例3 一种提高纤维素泡沫材料拉伸强度的方法，包括以下步骤：
步骤1
碱液处理：称取长度10-20cm棉纤维干重0.7kg和60-70cm麻纤维干重0.7kg，同时放入氢氧化钠浓度33%碱液，浴比为1:10，温度为50℃，处理时间为120min。
脱碱液：处理结束后，进行中和、清洗、离心和烘干得到亲水性棉麻混合纤维，其湿度为29.78%；
步骤2
浸泡：将亲水性棉麻混合纤维加入到甲纤5.00%粘胶溶液进行浸泡,浸泡温度为15℃,浸泡浴比1:50；
脱液：浸泡结束后，进行离心脱液得到5.0%粘胶溶液处理的棉麻纤维，亲水性棉麻混合纤维含量为4.07%
步骤3
混合：称取甲纤含量10%粘胶溶液与到5.0%粘胶溶液处理的棉麻纤维进行混合，天然纤维素纤维干重为10%粘胶溶液中甲纤质量的12.00%，该粘胶溶液温度为18℃；混合时夹套通上冷却液，混合时间为30min，结束混合时物料温度为18℃。
步骤4
后处理：加入芒硝芒硝混合、注模、加热成型、脱模、清洗、中和、漂白、脱干，即可得到高拉伸强度的纤维素泡沫材料，拉伸强度为0.30MPa。
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为重量百分数，本发明所述的比例，均为质量比例。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种提高纤维素泡沫材料拉伸强度的方法，其特征在于：所述泡沫材料，拉伸强度为0.30-1.60MPa；
所述方法，包括碱液处理步骤；所述碱液处理步骤包括：将天然纤维素纤维，加入到氢氧化钠中进行处理；所述氢氧化钠浓度为11-33%，处理温度50-100℃，处理浴比1:10-1:50，处理时间40-120min；
所述天然纤维素纤维为天然棉、麻纤维；
所述方法还包括脱碱液步骤，通过所述脱碱液步骤制得亲水性天然纤维素纤维；所述亲水性天然纤维素纤维含水量为0-30.00%；
所述方法还包括浸泡步骤，所述浸泡步骤：将制得的亲水性天然纤维素纤维添加到低浓度粘胶溶液进行浸泡，低粘度粘胶溶液中甲纤含量为2.00-5.00%；所述浸泡温度为5-15℃，浸泡浴比为1:50-1:250；
所述方法，还包括脱液步骤，所述脱液步骤，浸泡结束后，进行离心脱液得到低粘胶溶液处理的天然纤维素纤维；
所述方法还包括混合步骤，所述混合步骤包括：将低浓度粘胶溶液处理的天然纤维素纤维添加入到高浓度粘胶溶液进行混合，所述天然纤维素纤维干重为高浓度粘胶溶液中甲纤质量的12.00-30.00%；
所述高浓度粘胶溶液的甲纤含量为10-14%，温度为2-18℃；所述混合温度2-18℃，混合时间为30-120min。
2.根据权利要求1所述的一种提高纤维素泡沫材料拉伸强度的方法，其特征在于：所述天然纤维长度为10-70mm。
3.根据权利要求2所述的一种提高纤维素泡沫材料拉伸强度的方法，其特征在于：所述天然纤维长度为20-60mm。
4.根据权利要求1所述的一种提高纤维素泡沫材料拉伸强度的方法，其特征在于：所述低粘度粘胶溶液中甲纤含量为3.00-4.00%，低粘度粘胶溶液温度为8-12℃，浸泡浴比为1：100-1:200。
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