CN111469234A - 一种降低柳编制品暴晒开裂的处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低柳编制品暴晒开裂的处理工艺，涉及柳编加工技术领域，具体处理工艺如下：1）制备氧化石墨烯水分散液；2）将制备的预处理碳纳米管加入到氧化石墨烯水分散液，得到柳编原料处理液；3）将柳编原料经过蒸汽爆破处理后浸入柳编原料处理液中，得到预处理柳编原料；4）将预处理柳编原料浸入到聚偏氟乙烯溶液中，超声处理后进行干燥，即可完成对柳编原料的工艺处理。本发明提高柳编原料对外界环境变化的适应能力，提高整个体系对温度因素造成的热应力的抵抗能力，从而有效的改善柳编原料在暴晒过程中易出现开裂甚至断裂的现象，提高柳编原料的品质，具有广泛的应用前景。

Description

一种降低柳编制品暴晒开裂的处理工艺
技术领域
本发明属于柳编加工技术领域，具体涉及一种降低柳编制品暴晒开裂的处理工艺。
背景技术
伴随经济全球一体化发展的必然趋势，通过大力发展民族性产业才有可能在市场竞争中脱颖而出。“柳编文化产业”是我国新兴发展产业之一，但其“柳编文化”确历史悠久。通过文化传承与产业相结合的方式，企业不断优化内部经营体系，采用科学、合理的战略发展对策将柳编文化产业推向较高的市场空间，进而推进我国民族产业的国际化、世界化。
柳编是我国民间传统手工艺之一，现已逐渐成为我国部分地区出口创汇的项目。柳条柔软易弯、粗细匀称、色泽高雅，通过新颖的设计，可以编织成各种朴实自然、造型美观、轻便耐用的实用工艺品。其产品包括柳条箱（包）、饭篮、菜篮（圆、椭圆）、笊篱、针线笸箩、炕席、苇箔等。制作的柳编工艺品不仅放置于室内，而且部分需要摆放在室外，因此在户外使用柳编制品时需要考虑柳编的防晒性能。在空气干燥的环境中，长时间的阳光暴晒容易引起柳编的开裂，缩短其柳编制品的使用寿命。例如中国专利CN201810385691X公开了一种降低柳编制品开裂的方法，通过对柳编原料进行三次改性处理，使得原料由外向内形成了“亲水性凹凸棒土-立体固水复合结构-亲油性凹凸棒土”的递进组织，改善了柳编制品整体的强度、抗开裂能力，但是由于经过处理的柳编原料的表层组织吸水性强，使得表层长期处于水分充足的状态，从而使得潮湿环境下柳编制品的表层极易发生霉变现象，反而降低了柳编制品的整体力学强度特性，进而影响柳编制品的品质。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种降低柳编制品暴晒开裂的处理工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种降低柳编制品暴晒开裂的处理工艺，具体处理工艺如下：
1）在磁力搅拌的冰浴环境中，按照质量体积比为1:25-30g/ml，将石墨粉加入到质量浓度为90-95%的浓硫酸溶液中，分散均匀后按照石墨粉重量的3-4倍，缓慢加入高锰酸钾，反应2-3h，然后转移至40-50℃水浴中继续反应1-2h，待反应结束后，加入适量的超纯水，超纯水的用量与石墨粉的体积质量比为40-60ml/g，置于90-95℃油浴锅中，在30-50r/min下搅拌反应10-15min，冷却至室温后按照反应体系总体积的5-8%，加入质量浓度为30-35%的双氧水，直至不再产生气泡，然后选用质量浓度为37-40%的盐酸溶液，配制成体积比为1:8-12的盐酸水溶液，洗涤3-5次，再用蒸馏水洗涤至中性，然后在500-800W下超声分散在蒸馏水中40-70min，再将氧化石墨烯分散体在4000-5000r/min下离心处理30-50min，得到浓度为3-7mg/ml的氧化石墨烯水分散液；本发明中，通过对石墨粉进行氧化分散处理，将经过氧化的石墨在高强度的超声以及高转速的搅拌作用下，使得石墨烯的片层得到充分剥离，从而使得氧化石墨烯以单片层的形式存在；
2）将多壁碳纳米管置于管式炉中，在1200-1300℃下处理2-3h，然后按照质量体积比为1:50-80mg/ml，将经过热处理的碳纳米管分散于N,N-二甲基甲酰胺中，在700-800W下超声分散处理50-80min，经过在10000-12000r/min下离心分离10-15min，除去溶剂，得到预处理碳纳米管，然后按照预处理碳纳米管与氧化石墨烯的质量比为1:3-6，将预处理碳纳米管加入到氧化石墨烯水分散液，在4000-6000r/min下高速搅拌15-25min，并且在40-70W下超声处理10-15min，即可得到柳编原料处理液；本发明中，通过对碳纳米管进行高温热处理，可使得碳纳米管石墨化程度增加，使得碳纳米管的部分缺陷逐渐转化为石墨化晶体结构，可以起到修复碳纳米管缺陷的作用，从而有利于在后期的超声分散作用下，在对碳纳米管堆积束的剥离过程中，减少对碳纳米管造成的损伤，从而有助于提高剥离分散后碳纳米管的完整性；
3）将柳编原料清洗除杂，烘干至含水量为20-30%，采用蒸汽爆破设备，在压力为0.5-2MPa下处理2-5min，然后将经过处理的柳编原料浸入制备的柳编原料处理液中，在30-40℃条件下，配合300-400W超声浸渍2-3h，待处理结束后，将柳编原料取出，自然状态下沥干水分，得到预处理柳编原料；本发明中，采用蒸汽爆破处理，使得柳编原料的组织结构松散，提高了后续处理工艺中处理液的渗入，从而有助于处理液中氧化石墨烯片层骨架和碳纳米管在柳编原料的内部形成高效的三维网络结构，而且由于选用的碳纳米管为多壁碳纳米管，结合有大量的表面基团，与氧化石墨烯以及柳编原料的纤维之间可以形成相互结合的氢键作用，通过氢键之间的连接作用，使得柳编原料内部形成的网络结构可以在纤维间穿插并固定；
4）按照质量百分比为2-5%，将适量的聚偏氟乙烯溶解在相应量的N，N-二甲基甲酰胺中，在磁力搅拌器上，以200-280r/min的转速搅拌2-3h，配制成聚偏氟乙烯溶液，然后将预处理柳编原料浸入到聚偏氟乙烯溶液中，在40-50℃条件下，配合200-300W超声处理2-3h，然后取出后沥干水分，在50-60℃下干燥处理5-7h，即可完成对柳编原料的工艺处理；本发明中，通过将经过预处理的柳编原料浸入到聚偏氟乙烯溶液中，利用超声作用，使得聚偏氟乙烯逐渐渗入柳编原料内部，从而在柳编原料内部形成聚偏氟乙烯的基体环境，由于氧化石墨烯片层骨架和碳纳米管形成的三维网络骨架结构与聚偏氟乙烯基体具有良好的界面相容性，从而形成了以聚偏氟乙烯为基体的柔性三维骨架结构，形成的柔性三维骨架结构在柳编原料的纤维间穿插并与纤维之间形成缠结，从而使得柳编原料可以更好的适应外界环境的变化，提高整个体系对温度因素造成的热应力的抵抗能力，从而有效的改善柳编原料在暴晒过程中易出现开裂甚至断裂的现象。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明提供的处理工艺，通过在柳编原料内部构建柔性的三维骨架结构，利用三维骨架结构在柳编原料的纤维间穿插并与纤维形成缠结，从而使得柳编原料可以更好的适应外界环境的变化，提高整个体系对温度因素造成的热应力的抵抗能力，从而有效的改善柳编原料在暴晒过程中易出现开裂甚至断裂的现象，提高柳编原料的品质，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方法对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种降低柳编制品暴晒开裂的处理工艺，具体处理工艺如下：
1）在磁力搅拌的冰浴环境中，按照质量体积比为1:25g/ml，将石墨粉加入到质量浓度为90%的浓硫酸溶液中，分散均匀后按照石墨粉重量的3倍，缓慢加入高锰酸钾，反应2h，然后转移至40℃水浴中继续反应1h，待反应结束后，加入适量的超纯水，超纯水的用量与石墨粉的体积质量比为40ml/g，置于90℃油浴锅中，在30r/min下搅拌反应10min，冷却至室温后按照反应体系总体积的5%，加入质量浓度为30%的双氧水，直至不再产生气泡，然后选用质量浓度为37%的盐酸溶液，配制成体积比为1:8的盐酸水溶液，洗涤3次，再用蒸馏水洗涤至中性，然后在500W下超声分散在蒸馏水中40min，再将氧化石墨烯分散体在4000r/min下离心处理30min，得到浓度为3mg/ml的氧化石墨烯水分散液；
2）将多壁碳纳米管置于管式炉中，在1200℃下处理2h，然后按照质量体积比为1:50mg/ml，将经过热处理的碳纳米管分散于N,N-二甲基甲酰胺中，在700W下超声分散处理50min，经过在10000r/min下离心分离10min，除去溶剂，得到预处理碳纳米管，然后按照预处理碳纳米管与氧化石墨烯的质量比为1:3，将预处理碳纳米管加入到氧化石墨烯水分散液，在4000r/min下高速搅拌15min，并且在40W下超声处理10min，即可得到柳编原料处理液；
3）将柳编原料清洗除杂，烘干至含水量为20%，采用蒸汽爆破设备，在压力为0.5MPa下处理2min，然后将经过处理的柳编原料浸入制备的柳编原料处理液中，在30℃条件下，配合300W超声浸渍2h，待处理结束后，将柳编原料取出，自然状态下沥干水分，得到预处理柳编原料；
4）按照质量百分比为2%，将适量的聚偏氟乙烯溶解在相应量的N，N-二甲基甲酰胺中，在磁力搅拌器上，以200r/min的转速搅拌2h，配制成聚偏氟乙烯溶液，然后将预处理柳编原料浸入到聚偏氟乙烯溶液中，在40℃条件下，配合200W超声处理2h，然后取出后沥干水分，在50℃下干燥处理5h，即可完成对柳编原料的工艺处理。
采用本实施例处理过的柳编原料编织成柳编篮，将柳编篮分成10个试验组，每个试验组各有6个柳编篮，将柳编篮依次在水中浸泡3h，再加热至80℃，在日光下晾干，然后放入相对湿度为18%，温度为50℃烘箱中模拟暴晒干燥360h，经过观察，试验组的柳编篮均未出现肉眼难以看见的形变情况，而且柳编未出现裂痕；采用与本实施例同样材质的柳编原料编织成柳编篮，将柳编篮分成10个对照组，每个对照组各有6个柳编篮，将柳编篮在水中浸泡3h，再加热至80℃，在日光下晾干，然后放入相对湿度为18%，温度为50℃烘箱中模拟暴晒干燥360h，经过观察，可以明显看出对照组的柳编篮均发生形变，而且柳编出现少数明显的裂痕。
实施例2
一种降低柳编制品暴晒开裂的处理工艺，具体处理工艺如下：
1）在磁力搅拌的冰浴环境中，按照质量体积比为1:28g/ml，将石墨粉加入到质量浓度为93%的浓硫酸溶液中，分散均匀后按照石墨粉重量的3.5倍，缓慢加入高锰酸钾，反应2.5h，然后转移至45℃水浴中继续反应1.5h，待反应结束后，加入适量的超纯水，超纯水的用量与石墨粉的体积质量比为50ml/g，置于93℃油浴锅中，在40r/min下搅拌反应12min，冷却至室温后按照反应体系总体积的7%，加入质量浓度为32%的双氧水，直至不再产生气泡，然后选用质量浓度为38%的盐酸溶液，配制成体积比为1:10的盐酸水溶液，洗涤4次，再用蒸馏水洗涤至中性，然后在700W下超声分散在蒸馏水中50min，再将氧化石墨烯分散体在4500r/min下离心处理40min，得到浓度为5mg/ml的氧化石墨烯水分散液；
2）将多壁碳纳米管置于管式炉中，在1250℃下处理2.5h，然后按照质量体积比为1:70mg/ml，将经过热处理的碳纳米管分散于N,N-二甲基甲酰胺中，在750W下超声分散处理70min，经过在11000r/min下离心分离12min，除去溶剂，得到预处理碳纳米管，然后按照预处理碳纳米管与氧化石墨烯的质量比为1:5，将预处理碳纳米管加入到氧化石墨烯水分散液，在5000r/min下高速搅拌20min，并且在50W下超声处理12min，即可得到柳编原料处理液；
3）将柳编原料清洗除杂，烘干至含水量为25%，采用蒸汽爆破设备，在压力为1.5MPa下处理3min，然后将经过处理的柳编原料浸入制备的柳编原料处理液中，在35℃条件下，配合350W超声浸渍2.5h，待处理结束后，将柳编原料取出，自然状态下沥干水分，得到预处理柳编原料；
4）按照质量百分比为4%，将适量的聚偏氟乙烯溶解在相应量的N，N-二甲基甲酰胺中，在磁力搅拌器上，以240r/min的转速搅拌2.5h，配制成聚偏氟乙烯溶液，然后将预处理柳编原料浸入到聚偏氟乙烯溶液中，在45℃条件下，配合250W超声处理2.5h，然后取出后沥干水分，在55℃下干燥处理6h，即可完成对柳编原料的工艺处理。
采用本实施例处理过的柳编原料编织成柳编篮，将柳编篮分成10个试验组，每个试验组各有6个柳编篮，将柳编篮依次在水中浸泡3h，再加热至80℃，在日光下晾干，然后放入相对湿度为20%，温度为45℃烘箱中模拟暴晒干燥360h，经过观察，试验组的柳编篮均未出现肉眼难以看见的形变情况，而且柳编未出现裂痕；采用与本实施例同样材质的柳编原料编织成柳编篮，将柳编篮分成10个对照组，每个对照组各有6个柳编篮，将柳编篮在水中浸泡3h，再加热至80℃，在日光下晾干，然后放入相对湿度为20%，温度为45℃烘箱中模拟暴晒干燥360h，经过观察，可以明显看出对照组的柳编篮均发生形变，而且柳编出现少数明显的裂痕。
实施例3
一种降低柳编制品暴晒开裂的处理工艺，具体处理工艺如下：
1）在磁力搅拌的冰浴环境中，按照质量体积比为1:30g/ml，将石墨粉加入到质量浓度为95%的浓硫酸溶液中，分散均匀后按照石墨粉重量的4倍，缓慢加入高锰酸钾，反应3h，然后转移至50℃水浴中继续反应2h，待反应结束后，加入适量的超纯水，超纯水的用量与石墨粉的体积质量比为60ml/g，置于95℃油浴锅中，在50r/min下搅拌反应15min，冷却至室温后按照反应体系总体积的8%，加入质量浓度为35%的双氧水，直至不再产生气泡，然后选用质量浓度为40%的盐酸溶液，配制成体积比为1:12的盐酸水溶液，洗涤5次，再用蒸馏水洗涤至中性，然后在800W下超声分散在蒸馏水中70min，再将氧化石墨烯分散体在5000r/min下离心处理50min，得到浓度为7mg/ml的氧化石墨烯水分散液；
2）将多壁碳纳米管置于管式炉中，在1300℃下处理3h，然后按照质量体积比为1:80mg/ml，将经过热处理的碳纳米管分散于N,N-二甲基甲酰胺中，在800W下超声分散处理80min，经过在12000r/min下离心分离15min，除去溶剂，得到预处理碳纳米管，然后按照预处理碳纳米管与氧化石墨烯的质量比为1:6，将预处理碳纳米管加入到氧化石墨烯水分散液，在6000r/min下高速搅拌25min，并且在70W下超声处理15min，即可得到柳编原料处理液；
3）将柳编原料清洗除杂，烘干至含水量为30%，采用蒸汽爆破设备，在压力为2MPa下处理5min，然后将经过处理的柳编原料浸入制备的柳编原料处理液中，在40℃条件下，配合400W超声浸渍3h，待处理结束后，将柳编原料取出，自然状态下沥干水分，得到预处理柳编原料；
4）按照质量百分比为5%，将适量的聚偏氟乙烯溶解在相应量的N，N-二甲基甲酰胺中，在磁力搅拌器上，以280r/min的转速搅拌3h，配制成聚偏氟乙烯溶液，然后将预处理柳编原料浸入到聚偏氟乙烯溶液中，在50℃条件下，配合300W超声处理3h，然后取出后沥干水分，在60℃下干燥处理7h，即可完成对柳编原料的工艺处理。
采用本实施例处理过的柳编原料编织成柳编篮，将柳编篮分成10个试验组，每个试验组各有6个柳编篮，将柳编篮依次在水中浸泡3h，再加热至80℃，在日光下晾干，然后放入相对湿度为19%，温度为47℃烘箱中模拟暴晒干燥360h，经过观察，试验组的柳编篮均未出现肉眼难以看见的形变情况，而且柳编未出现裂痕；采用与本实施例同样材质的柳编原料编织成柳编篮，将柳编篮分成10个对照组，每个对照组各有6个柳编篮，将柳编篮在水中浸泡3h，再加热至80℃，在日光下晾干，然后放入相对湿度为19%，温度为47℃烘箱中模拟暴晒干燥360h，经过观察，可以明显看出对照组的柳编篮均发生形变，而且柳编出现少数明显的裂痕。
由此可见，本发明提供的柳编原料处理工艺，有效的解决了柳编制品在暴晒过程中易出现开裂甚至断裂的问题。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种降低柳编制品暴晒开裂的处理工艺，其特征在于，具体处理工艺如下：
1）在磁力搅拌的冰浴环境中，将石墨粉加入到浓硫酸溶液中，分散均匀后缓慢加入适量的高锰酸钾，反应2-3h，然后转移至40-50℃水浴中继续反应1-2h，待反应结束后，加入适量的超纯水，置于油浴锅中搅拌反应10-15min，冷却至室温后加入少量双氧水，直至不再产生气泡，然后用盐酸水溶液洗涤3-5次，再用蒸馏水洗涤至中性，然后超声分散在蒸馏水中，再将氧化石墨烯分散体进行离心处理，得到氧化石墨烯水分散液；
2）将一定量的碳纳米管置于管式炉中，在1200-1300℃下处理2-3h，然后将经过热处理的碳纳米管分散于N,N-二甲基甲酰胺中，超声分散处理50-80min，经过离心分离后除去溶剂，得到预处理碳纳米管，然后按照一定的比例，将预处理碳纳米管加入到氧化石墨烯水分散液，经过高速搅拌以及超声处理，得到柳编原料处理液；
3）将柳编原料清洗除杂，烘干至含水量为20-30%，采用蒸汽爆破设备进行处理，然后将经过处理的柳编原料浸入制备的柳编原料处理液中，在30-40℃条件下，配合300-400W超声浸渍2-3h，待处理结束后，将柳编原料取出，自然状态下沥干水分，得到预处理柳编原料；
4）按照质量百分比为2-5%，将适量的聚偏氟乙烯溶解在相应量的N，N-二甲基甲酰胺中，在磁力搅拌器上搅拌2-3h，配制成聚偏氟乙烯溶液，然后将预处理柳编原料浸入到聚偏氟乙烯溶液中，在40-50℃条件下，配合超声处理2-3h，然后取出后沥干水分，在50-60℃下干燥处理5-7h，即可完成对柳编原料的工艺处理。
2.如权利要求1所述的一种降低柳编制品暴晒开裂的处理工艺，其特征在于，工艺步骤1）中，所述石墨粉与浓硫酸的质量体积比为1:25-30g/ml；所述浓硫酸的质量浓度为90-95%；所述高锰酸钾的添加量为石墨粉重量的3-4倍；所述超纯水的用量与石墨粉的体积质量比为40-60ml/g。
3.如权利要求1所述的一种降低柳编制品暴晒开裂的处理工艺，其特征在于，工艺步骤1）中，所述油浴锅的温度为90-95℃，搅拌反应的转速为30-50r/min；所述双氧水的添加量为反应体系总体积的5-8%，质量浓度为30-35%；所述盐酸水溶液的体积比为1:8-12，盐酸的质量浓度为37-40%；所述超声处理的功率为500-800W，处理时间40-70min；所述离心处理的转速为4000-5000r/min，离心时间30-50min；所述氧化石墨烯水分散液的浓度为3-7mg/ml。
4.如权利要求1所述的一种降低柳编制品暴晒开裂的处理工艺，其特征在于，工艺步骤2）中，所述碳纳米管为多壁碳纳米管，与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为1:50-80mg/ml；所述超声分散处理的功率为700-800W；所述离心分离的转速为10000-12000r/min，分离时间10-15min；所述高速搅拌的转速为4000-6000r/min，搅拌时间15-25min；所述超声处理的功率为40-70W，处理时间10-15min；所述柳编原料处理液中，预处理碳纳米管与氧化石墨烯的质量比为1:3-6。
5.如权利要求1所述的一种降低柳编制品暴晒开裂的处理工艺，其特征在于，工艺步骤3）中，所述蒸汽爆破处理过程中，压力控制在0.5-2MPa，处理时间控制在2-5min。
6.如权利要求1所述的一种降低柳编制品暴晒开裂的处理工艺，其特征在于，工艺步骤4）中，所述磁力搅拌的转速为200-280r/min；所述超声处理的功率为200-300W。
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