CN110577668A - 一种纤维素溶液 - Google Patents

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Abstract

本发明属于纤维素溶剂技术领域，具体涉及一种纤维素溶液。该纤维素溶液由以下步骤制得：将纤维素浆粕溶解于尿素或硫脲、氢氧化钠以及水组成的混合溶液中；其中，所述纤维素溶液中纤维素浆粕的质量百分浓度为6%，所述尿素或硫脲的质量百分含量为10～12%，所述氢氧化钠的质量百分含量为6～8%。本发明提供了一种纤维素溶液，选用尿素或硫脲、碱金属氢氧化物以及水组成的混合溶液体系具有较强的溶解能力；提高了纤维素溶液的浓度，可提高纤维素发泡材料成品的拉伸强度和撕裂强度。该纤维素发泡材料生产成本低、环保压力轻、力学性能良好、吸水率高。

Description

一种纤维素溶液
技术领域
本发明属于纤维素溶剂技术领域，具体涉及一种纤维素溶液。
背景技术
纤维素作为地球上含量最大的天然高分子，来源丰富且可再生，产物在废弃后能被自然界中的微生物分解为水、二氧化碳及无机小分子，属于生物可降解材料，且生物相容性好、易衍生化，将成为未来的主要化工原料之一。
人类迄今尚未完全开发出纤维素基产品的所有潜在价值。由于纤维素内部具有高密度的分子内和分子间氢键相互作用，导致其既不能熔融，也难以简单高效、经济环保地溶解于一些常见的溶剂中；而各种传统的纤维素溶剂及溶解方法也大多存在环境污染、工艺复杂、成本高昂及条件苛刻等缺点，这也是目前纤维素远远没有达到充分利用的另一方面原因。比如目前90%以上的再生纤维素制品，如人造纤维或玻璃纸等，仍采用传统粘胶法进行生产。该方法不仅工艺冗长，而且在生产过程中会产生大量废水以及有毒气体，对人体健康造成巨大影响，同时也对环境造成严重污染。随着工业污染的日趋严重以及随之而来的政府管制，对绿色工艺的需求变得越来越突出。而纤维素溶剂，特别是可物理溶解纤维素的非衍生化溶剂，是纤维素进行环保化和高值化开发及利用的关键问题和核心技术，因而开展新型纤维素溶剂体系的研究与开发，实现简单高效、经济环保地溶解纤维素，具有重大的工业价值和社会意义。
植物纤维发泡，该产品在绿色包装、隔温绝热领域有广泛应用。为此，本发明提供了一种纤维素溶液，用于制备纤维素发泡材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于制备纤维发泡材料的纤维素溶液。
实现本发明的目的而采用的技术方案为：一种纤维素溶液，该纤维素溶液由以下步骤制得：将纤维素浆粕溶解于尿素或硫脲、氢氧化钠以及水组成的混合溶液中；其中，所述纤维素溶液中纤维素浆粕的质量百分浓度为6%，所述尿素或硫脲的质量百分含量为10～12%，所述氢氧化钠的质量百分含量为6～8%。
优选地，所述纤维素溶液在纤维素发泡材料中的应用。
更优选地，应用方法为：向纤维素溶液中加入成孔剂硫酸钠搅拌得混合浆料，将混合浆料倒入模具中进行低温成型；低温成型后放入硫酸和硫酸钠的凝固浴中进行浸渍，浸渍后过滤、水洗、干燥得纤维素发泡材料。
优选地，低温成型时间为72h。
优选地，凝固浴中进行70℃浸渍1h。
优选地，所述成孔剂硫酸钠的用量为纤维素溶液重量的40%。
优选地，所述凝固浴中硫酸的质量百分含量为12%，硫酸钠的浓度为220g/L。
优选地，所述硫酸钠的粒径小于5微米。
本发明的技术优点在于：
本发明提供了一种纤维素溶液，选用尿素或硫脲、碱金属氢氧化物以及水组成的混合溶液体系具有较强的溶解能力；提高了纤维素溶液的浓度，可提高纤维素发泡材料成品的拉伸强度和撕裂强度。该纤维素发泡材料生产成本低、环保压力轻、力学性能良好、吸水率高。
本发明在纤维素发泡材料的制备过程中，选择低温成型，有利于Na2SO4结晶化合物的形成。本发明加入的Na2SO4可利用其与硫酸的同离子效应，抑制氢离子的活性，以防止纤维素过度降解。
本发明采用Na2SO4作为纤维素发泡材料的成孔剂，利用该成孔剂制备的纤维素发泡材料为开孔结构。
本发明制备出的纤维素发泡材料断裂伸长率达到2.2%以上、拉伸强度约0.25MPa、撕裂强度约0.2KN.m。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。
实施例1
纤维素溶液的制备：将纤维素浆粕溶解于尿素、氢氧化钠以及水组成的混合水溶液中，得到纤维素溶液；其中，浆粕的质量百分比浓度为6%，尿素的质量百分比浓度为12%，氢氧化钠的质量百分比浓度为6%。
实施例2
纤维素溶液的制备：将纤维素浆粕溶解于硫脲、氢氧化钠以及水组成的混合水溶液中，得到纤维素溶液；其中，浆粕的质量百分比浓度为8%，尿素的质量百分比浓度为10%，氢氧化钠的质量百分比浓度为8%；
实施例3
将实施例1或2中的纤维素溶液应用于制备纤维素发泡材料。
具体制备方法为：
向100g纤维素溶液中加入成孔剂硫酸钠40g（粒径小于5微米）搅拌得混合浆料，将混合浆料倒入模具中进行低温成型72h；低温成型后放入硫酸和硫酸钠的凝固浴中进行70℃高温浸渍1h（凝固浴中硫酸的质量百分含量为12%，硫酸钠的浓度为220g/L），浸渍后过滤、水洗、干燥得纤维素发泡材料。
对实施例3制备的纤维素发泡材料测试其力学性能。
拉伸强度的测定：根据IS01798-1983软微孔聚合物材料—拉伸强度和断裂伸长率的测定方法；
撕裂强度的测定：根据GBl0808—89软质泡沫塑料撕裂性能测定方法。
测试结果：纤维素发泡材料断裂伸长率达到2.2%以上、拉伸强度约0.25MPa、撕裂强度约0.2KN.m。
尽管已经详细描述了本发明的实施方式，但是应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的实施方式做出各种改变、替换和变更。

Claims (8)

1.一种纤维素溶液，其特征在于：该纤维素溶液由以下步骤制得：将纤维素浆粕溶解于尿素或硫脲、氢氧化钠以及水组成的混合溶液中；其中，所述纤维素溶液中纤维素浆粕的质量百分浓度为6%，所述尿素或硫脲的质量百分含量为10～12%，所述氢氧化钠的质量百分含量为6～8%。
2.根据权利要求1所述的一种纤维素溶液，其特征在于：所述纤维素溶液在纤维素发泡材料中的应用。
3.根据权利要求2所述的一种纤维素溶液，其特征在于：应用方法为：向纤维素溶液中加入成孔剂硫酸钠搅拌得混合浆料，将混合浆料倒入模具中进行低温成型；低温成型后放入硫酸和硫酸钠的凝固浴中进行浸渍，浸渍后过滤、水洗、干燥得纤维素发泡材料。
4.根据权利要求3所述的一种纤维素溶液，其特征在于：低温成型时间为72h。
5.根据权利要求3所述的一种纤维素溶液，其特征在于：凝固浴中进行70℃浸渍1h。
6.根据权利要求3所述的一种纤维素溶液，其特征在于：所述成孔剂硫酸钠的用量为纤维素溶液重量的40%。
7.根据权利要求3所述的一种纤维素溶液，其特征在于：所述凝固浴中硫酸的质量百分含量为12%，硫酸钠的浓度为220g/L。
8.根据权利要求6所述的一种纤维素溶液，其特征在于：所述硫酸钠的粒径小于5微米。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101100518A (zh) * 2007-06-22 2008-01-09 武汉大学 一种溶解纤维素的方法
CN102443869A (zh) * 2011-09-22 2012-05-09 中国纺织科学研究院 一种纤维素溶液凝固成形方法
CN102634069A (zh) * 2012-04-25 2012-08-15 桂林理工大学 利用氧化剑麻纤维素制备止血海绵的方法

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