CN110368909A - 一种基于玉米秸秆秧的卫生用吸水材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于玉米秸秆秧的卫生用吸水材料及其制备方法，其中制备方法包括如下步骤：(1)将玉米秸秆秧用粉碎机进行粉碎，用筛子将粉碎好的秸秆秧进行初过筛；(2)将获取的粉末放入容器中，使用蒸馏水浸泡若干分钟，随后使用抽滤机进行抽滤，以达到洗涤的目的，重复该步骤直至洗涤水颜色为无色；(3)将洗涤好的玉米秸秆粉末秧放入烘箱进行烘干；(4)再次使用粉碎机，将烘干好的秸秆秧粉末进行二次粉碎；(5)将步骤(4)粉碎好的秸秆秧粉末使用微波处理5～6分钟；(6)最后将秸秆秧在紫外线作用下灭菌处理，得到上述吸水材料。采用本发明的工艺以玉米秸秆秧制作的卫生用吸水材料，吸水效果好，可生物降解，对人体无害，是新型环保材料。

Description

一种基于玉米秸秆秧的卫生用吸水材料及其制备方法
技术领域
本发明属于环保生物质吸水材料技术领域，具体涉及一种基于玉米秸秆秧的卫生用吸水材料的制备方法。
背景技术
玉米秸秆是天然原料，每年我国农业生产中产生玉米秸秆约有3.5亿吨。而用于还田牲畜饲料和生活燃料的部分却不足1/3,大部分玉米秸秆不是堆积在田间地头自然腐烂,就是直接在地里烧掉,既是对能源的浪费，又污染了环境。玉米秸秆具有可生物降解、来源广泛、价格低廉和环保的特点，利用玉米秸秆资源，不仅可以将这资源优势转化为经济优势，还可缓解我国秸秆浪费现象。此外，玉米秸秆本身无毒无害，因此，将其用于制造环保材料有着广阔的前景。玉米秸秆秧(茎)本身具有较强的吸水性，通过微波手段对其进行改性，其吸水能力可得到提高。
目前，市场上常见的卫生用品的吸水材料多由高分子吸水树脂和绒毛浆组成，但高分子吸水树脂价格较高，且绒毛浆是木浆、草浆经过漂白后所得到的，在生产过程中会使用一定量的荧光剂、漂白剂等化学试剂，女性在使用过程中这些化学试剂产生的毒素会渗透到女性体内长期潜伏，最终可能会导致妇科炎症，甚至是宫颈癌的发生。有些卫生用品的吸水材料可能会利用一些相对安全一些的生物质原料，但高分子材料仍占据一定比重，目前市场上尚未有既价格低廉、没有有害化学试剂添加，又吸水效果好的卫生用的吸水材料。
发明内容
基于目前现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种既价格低廉、没有有害化学试剂添加，又渗透效果好、吸水效率高的卫生用吸水材料及其制备工艺，该卫生用吸水材料基于玉米秸秆秧生物原料制备，通过对制备工艺的精选和工艺参数的反复优化，使得所制备的吸水材料在环保的基础上达到了较高的吸水和渗透效果。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种卫生用环保吸水材料，所述的吸水材料由玉米秸秆秧制成。
上述卫生用环保吸水材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将玉米秸秆秧在粉碎机作用下进行粉碎，用100目筛子将粉碎好的秸秆秧进行初过筛，获取过筛下的秸秆秧粉末；
优选的，该步骤中使用的筛子目数为100目；
步骤2：将获取的粉末放入容器(烧杯)中，使用蒸馏水浸泡若干，随后使用抽滤机进行抽滤，以达到洗涤的目的，该步骤重复4～5次，直至洗涤水颜色为无色；
优选的，使用蒸馏水浸泡10～30分钟；
步骤3：将洗涤好的玉米秸秆粉末秧放入烘箱进行烘干，烘干至其含水率低于5％；
优选的，该步骤的烘干温度为50～65℃，更优选的，烘干温度为60℃；
步骤4：再次使用粉碎机，将烘干好的秸秆秧粉末进行二次粉碎；
步骤5：将步骤4粉碎好的秸秆秧粉末使用微波处理5～6分钟，以达到改性的目的；
步骤6：最后将秸秆秧粉末在紫外线作用下处理，使用功率为2～3W/m3的紫外线灯照射60min后，即可得到上述卫生用环保吸水材料。
本发明制作的上述卫生用环保吸水材料，可用于任何家用医用卫生产品，例如女性卫生用品(卫生巾)。
本发明的有益效果为：
1、本发明使用玉米秸秆秧制作的吸水材料具有原材料来源广、价格低廉和吸水性好等特点，同时，与绒毛浆相比，处理过程中无酸碱的添加，对人体无害，是一种新型环保材料。
2、本发明通过优选的粉碎粒度、浸泡洗涤工艺、改性工艺等使玉米秸秆秧卫生吸水材料在确保工艺简单、易于产业化的基础上，达到了所需要的各种卫生及吸水性能指标，通过对微波处理时间的验证优化达到了最优异的吸水性能，通过合理的消毒灭菌确保了使用的安全性。
3、本发明对玉米秸秆进行开发利用，既响应国家政策，又可缓解我国玉米秸秆浪费严重的现象，玉米秸秆可完全生物降解，生产过程无污染，替代绒毛浆导入卫生用品生产领域，可降低环境污染，起到环保作用。
附图说明
图1为本发明中0.2g粉末材料在微波处理5分30秒后得到的玉米秸秆秧吸水材料的保水性与时间的关系曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明，但本发明索要保护的范围并不限于此。
一种以玉米秸秆秧为主要原料生产的吸水材料，其制备方法包括以下步骤：
1)将玉米秸秆秧在粉碎机作用下进行粉碎，用100目筛子将粉碎好的秸秆秧进行初过筛，获取过筛下的秸秆秧粉末。
2)将获取的粉末放入烧杯中，使用蒸馏水浸泡10分钟，随后使用抽滤机进行抽滤，以达到洗涤的目的，该步骤重复4～5次，直至洗涤水颜色为无色。
3)将洗涤好的玉米秸秆秧放入烘箱，在60℃下进行烘干，烘干至其含水率低于5％。
4)再次使用粉碎机，将烘干好的秸秆秧进行二次粉碎。
5)将步骤4粉碎好的秸秆秧使用微波处理5～6分钟，以达到改性的目的。
6)最后将秸秆秧在紫外线作用下处理，使用功率为2～3W/m3的紫外线灯照射60min后，即可得到上述吸水材料。
对比例1
1)玉米秸秆秧用粉碎机粉碎后，过100目筛子获得玉米秸秆秧粉末待用。
2)将粉末进行洗涤、抽滤后，放入烘干箱中，在60℃下进行烘干待用。
3)将烘干好的秸秆秧再次进行粉碎待用。
4)分别取3份0.2g粉末，不做微波处理待用。
实施例1
1)玉米秸秆秧用粉碎机粉碎后，过100目筛子获得玉米秸秆秧粉末待用。
2)将粉末进行洗涤、抽滤后，放入烘干箱中，在60℃下进行烘干待用。
3)将烘干好的秸秆秧再次进行粉碎待用。
4)分别取3份0.2g粉末，微波处理1分钟，冷却后待用。
实施例2
1)玉米秸秆秧用粉碎机粉碎后，过100目筛子获得玉米秸秆秧粉末待用。
2)将粉末进行洗涤、抽滤后，放入烘干箱中，在60℃下进行烘干待用。
3)将烘干好的秸秆秧再次进行粉碎待用。
4)分别取3份0.2g粉末，微波处理2分钟，冷却后待用。
实施例3
1)玉米秸秆秧用粉碎机粉碎后，过100目筛子获得玉米秸秆秧粉末待用。
2)将粉末进行洗涤、抽滤后，放入烘干箱中，在60℃下进行烘干待用。
3)将烘干好的秸秆秧再次进行粉碎待用。
4)分别取3份0.2g粉末，微波处理3分钟，冷却后待用。
实施例4
1)玉米秸秆秧用粉碎机粉碎后，过100目筛子获得玉米秸秆秧粉末待用。
2)将粉末进行洗涤、抽滤后，放入烘干箱中，在60℃下进行烘干待用。
3)将烘干好的秸秆秧再次进行粉碎待用。
4)分别取3份0.2g粉末，微波处理4分钟，冷却后待用。
实施例5
1)玉米秸秆秧用粉碎机粉碎后，过100目筛子获得玉米秸秆秧粉末待用。
2)将粉末进行洗涤、抽滤后，放入烘干箱中，在60℃下进行烘干待用。
3)将烘干好的秸秆秧再次进行粉碎待用。
4)分别取3份0.2g粉末，微波处理5分钟，冷却后待用。
实施例6
1)玉米秸秆秧用粉碎机粉碎后，过100目筛子获得玉米秸秆秧粉末待用。
2)将粉末进行洗涤、抽滤后，放入烘干箱中，在60℃下进行烘干待用。
3)将烘干好的秸秆秧再次进行粉碎待用。
4)分别取3份0.2g粉末，微波处理6分钟，冷却后待用。
实施例7
1)玉米秸秆秧用粉碎机粉碎后，过100目筛子获得玉米秸秆秧粉末待用。
2)将粉末进行洗涤、抽滤后，放入烘干箱中，在60℃下进行烘干待用。
3)将烘干好的秸秆秧再次进行粉碎待用。
4)分别取3份0.2g粉末，微波处理7分钟，冷却后待用。
实施例8
1)玉米秸秆秧用粉碎机粉碎后，过100目筛子获得玉米秸秆秧粉末待用。
2)将粉末进行洗涤、抽滤后，放入烘干箱中，在60℃下进行烘干待用。
3)将烘干好的秸秆秧再次进行粉碎待用。
4)分别取3份0.2g粉末，微波处理8分钟，冷却后待用。
实施例9
1)玉米秸秆秧用粉碎机粉碎后，过100目筛子获得玉米秸秆秧粉末待用。
2)将粉末进行洗涤、抽滤后，放入烘干箱中，在60℃下进行烘干待用。
3)将烘干好的秸秆秧再次进行粉碎待用。
4)分别取3份0.2g粉末，微波处理9分钟，冷却后待用。
实施例10
1)玉米秸秆秧用粉碎机粉碎后，过100目筛子获得玉米秸秆秧粉末待用。
2)将粉末进行洗涤、抽滤后，放入烘干箱中，在60℃下进行烘干待用。
3)将烘干好的秸秆秧再次进行粉碎待用。
分别取3份0.2g粉末，微波处理9分钟，冷却后待用。
试验方法
下面介绍本发明技术效果验证中所采用的吸水速率实验、吸水倍率实验和保水实验方法。
1、吸水速率实验
1)取1份0.2g试样，并将该质量记做W1，将该试样倒入450目滤网中，将滤网润湿，记录润湿后滤网的质量W2。
2)将试样放入滤网中，使其浸泡于蒸馏水中30秒、1min、2min、3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min、10min。
3)浸泡不同时间后的滤网与样品取出，使其水滴自然滴落，直至无水滴落下，并记录湿滤网与湿秸秆的总质量W3。
4)按照下述公式计算吸水速率：
吸水速率＝(W3-W2-W1/W1)×100％
式中：W1:试样重量(g)
W2:湿滤网重量(g)
W3:湿试样与湿滤网的总质量(g)
2、吸水倍率实验
1)取1份0.2g试样，并将该质量记做W1，放入锥形瓶中，加入300ml蒸馏水，使其在室温条件下充分吸水24小时。
2)取滤网，将其润湿，记录湿滤网的质量W2。
3)将充分吸水后的试样放入湿滤网中，待无水滴自然滴下后，记录湿滤网与湿秸秆的质量W3。
4)按照下述公式计算吸水倍率：
吸水倍率＝(W3-W2/W1)×100％
式中：W1:试样重量(g)
W2:湿滤网重量(g)
W3:湿试样与湿滤网的总质量(g)
3、保水实验
1)取1份0.2g试样，并将该质量记做W1，放入锥形瓶中，加入300ml蒸馏水，使其在室温条件下充分吸水24小时。
2)将充分吸水后的试样置于培养皿中，记录此时试样与培养皿的总质量W2。
3)将烘箱温度设定为60℃，将培养皿置于烘箱中，每隔10分钟记录一次其质量W3，并记录。
4)按照下述公式计算保水性：
保水性＝(W3/W2)×100％
式中：W1:试样重量(g)
W2:培养皿与湿试样总重量(g)
W3:培养皿与恒温烘干一定时间后试样的总质量(g)
将实施例5的秸秆秧粉末按照上述方法测试其吸水速率为27.31，吸水倍率为20.13倍，保水性在0.7-0.9之间波动。其中，吸水倍率高于GB/T8939-2008规定的卫生巾吸水倍数要求(标准要求≥7)。
对比结果
下表(表1)为0.2g玉米秸秆秧吸水材料，在不同微波处理时间下，得到的不同吸水倍率：
图1为0.2g粉末材料在微波处理5分30秒后得到的玉米秸秆秧吸水材料的保水性与时间的关系曲线图。
通过上述对比结果可以明显看出，本发明的制备方法所获得的玉米秸秆秧吸水材料能够大大满足国家标准，并且，通过优选的微波处理工艺和时间，可以在确保工艺稳定的前提下，使吸水性能达到最优。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或增减替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种卫生用环保吸水材料，其特征在于，所述的吸水材料由玉米秸秆秧制成。
2.根据权利要求1所述的卫生用环保吸水材料，其特征在于，所述的卫生用环保吸水材料用于卫生巾。
3.根据权利要求1或2所述的卫生用环保吸水材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)用粉碎机将玉米秸秆秧进行初步粉碎，使其成粉末状，并使用过筛网将其进行过滤，获取过滤下的玉米秸秆秧粉末；
(2)将获取的玉米秸秆秧粉末放入容器中，使用蒸馏水浸泡若干分钟，随后使用抽滤机进行抽滤，以达到洗涤的目的，重复若干次，直至洗涤水颜色为无色；
(3)将洗涤好的玉米秸秆秧粉末放入烘箱进行烘干，烘干至其含水率低于5％；
(4)再次使用粉碎机，将烘干好的秸秆秧粉末进行二次粉碎；
(5)将步骤(4)粉碎好的秸秆秧粉末使用微波处理5～6分钟，以达到改性的目的；
(6)将秸秆秧粉末在紫外线作用下进行灭菌处理，制得卫生用环保吸水材料。
4.根据权利要求3所述的卫生用环保吸水材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的过筛网，其目数为100目。
5.根据权利要求3所述的卫生用环保吸水材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的使用蒸馏水浸泡，其浸泡的时间为10分钟以上，所述的重复若干次，其重复的次数为4～5次。
6.根据权利要求3所述的卫生用环保吸水材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的烘干，其烘干温度为50～65℃。
7.根据权利要求6所述的卫生用环保吸水材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的烘干，其烘干温度为60℃。
8.根据权利要求3所述的卫生用环保吸水材料的制备方法，其特征在于，步骤(6)中所述的灭菌处理，使用的紫外线灯功率为2～3W/m3。
9.根据权利要求8所述的卫生用环保吸水材料的制备方法，其特征在于，使用紫外线灯照射的时间为50～70min。
10.根据权利要求9所述的卫生用环保吸水材料的制备方法，其特征在于，使用紫外线灯照射的时间为60min。
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