CN114773682A - 一种基于植物纤维纸张制备的可降解材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于植物纤维纸张制备的可降解材料及制备方法，包括以下重量物质组成：5～35份植物纤维纸张、4～15份环氧树脂、1～10份固化剂，步骤一：在容器中加入水溶液进行加热，温度不低于70℃，在加热的过程中对其进行缓慢的搅拌，步骤二：边搅拌加入植物纤维纸张，植物纤维纸张在搅拌过程中逐渐形成一种浆状物，彻底形成浆状物后对其进行烘干处理，步骤三：将环氧树脂与固化剂注入到第一搅拌罐进行搅拌，使得环氧树脂与固化助剂进行充分混合，该固化剂为二亚乙基三胺，采用环氧树脂与固化剂所反应的材料与水解后的植物纤维纸张进行反应，从而产生混合物质，该物质的硬度高，可塑性强，能够广泛用于工业、医疗业以及其他行业。
Description
技术领域
本发明涉及植物纤维纸张制备的可降解材料技术领域，具体为一种基于植物纤维纸张制备的可降解材料及制备方法。
背景技术
纤维纸是电工中所用的一种固体绝缘材料。有植物纤维纸和合成纤维纸，通常经浸渍绝缘液体或绝缘漆和胶后制成。纤维纸的密度(或称紧度)范围广，为0.2～1.4克/cm,气密度可以相差1000倍；厚度薄至几微米,厚达0.5厘米左右。通过对原材料和造纸方法的调节，可以获得绝缘技术中需要的各种绝缘纸，例如用于制造变压器用的层压板、棒和管筒绝缘的浸渍纸；用于制造胶纸电容式套管心子和一般层压管筒的卷绕纸；用于制造电容器元件用的电容器纸；用于制造油浸纸绝缘电缆用的电缆纸；以及用于制造电机槽绝缘的耐高温纤维纸；
但是现有的植物纤维纸张在使用过后引起的污染又给人类的生产和生活环境带来了极大的危害，其不可降解性也使其成污染的罪魁祸首.随着人们环保意识的增强和对环境重视性的提高，植物纤维纸张使用过后的降解过程成为了首要的目标
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于植物纤维纸张制备的可降解材料及制备方法，解决了植物纤维纸张使用过后随意丢弃，其不可降解性给环境带来危害的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于植物纤维纸张制备的可降解材料及制备方法，包括以下重量物质组成：5～35份植物纤维纸张、4～15份环氧树脂、1～10份固化剂，所述制备步骤如下：
步骤一：在容器中加入水溶液，对内部的水进行加热，温度不低于70℃，在加热的过程中对其进行缓慢的搅拌；
步骤二：边搅拌加入植物纤维纸张，植物纤维纸张由一开始的浮在水的表面在搅拌过程中逐渐形成一种浆状物，彻底形成浆状物后对其进行烘干处理；
步骤三：将环氧树脂与固化剂按照4：1的体积比注入到第一搅拌罐，通过第一搅拌罐的搅拌，使得环氧树脂与固化助剂进行充分混合，该固化剂为二亚乙基三胺，经过半小时的搅拌产生交联反应，生成反应物；
步骤四：将反应物与烘干后的植物纤维浆状物按照3：1的体积比放入至第二搅拌罐中，聚合物与植物纤维浆状物进行充分的搅拌，使得反应物与植物纤维浆状物内部的线型纤维素大分子进行纤维素交联，经过半个小时的搅拌后，将搅拌后的混合物取出；
步骤五：将混合物放置进加热箱中，加热箱的内部温度控制在50至70℃，加热二十分钟。
优选的，所述混合物对其进行烘干处理，将混合物放置在第一烘干箱中，第一烘干箱内部的温度控制在75至90℃，直至混合物凝胶成型。
优选的，所述混合物再次进行烘干处理，将凝胶成型的混合物放置进第二烘干箱中，第二烘干箱内部的温度控制在85℃，烘干20分钟后，混合物内部的水分被烘干从而使其彻底固化，关闭第二烘干箱，使其混合物外表温度降低后将其拿出。
一种基于植物纤维纸张制备的可降解材料及制备方法生产的材料。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于植物纤维纸张制备的可降解材料及制备方法。具备以下有益效果：
1、本发明中，采用环氧树脂与固化剂所反应的材料与水解后的植物纤维纸张进行反应，从而产生新物质，该物质的硬度高，可塑性强，能够广泛用于工业、医疗业以及其他行业，从而实现了植物纤维纸张的重复利用性，大大减少其植物纤维纸张对环境的破坏性；
2、本发明中所选用的环氧树脂与固化剂购买价格便宜实用，能够进行达大量推广，同时也大大减少了植物纤维纸张处理的费用；
3、本发明的整体反应时间较短，并且通过设置大小不同的搅拌罐、烘干箱以及加热箱，能够对大量的植物纤维纸张进行统一处理，使得后期处理植物纤维纸张的效率大大增加。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种基于植物纤维纸张制备的可降解材料及制备方法，包括以下重量物质组成：10份植物纤维纸张、8份环氧树脂、2份固化剂，所述制备步骤如下：
步骤一：在容器中加入水溶液，对内部的水进行加热，温度不低于70℃，在加热的过程中对其进行缓慢的搅拌，该水溶液为离子液体水溶液；
步骤二：边搅拌加入植物纤维纸张，植物纤维纸张由一开始的浮在水的表面在搅拌过程中逐渐形成一种浆状物，彻底形成浆状物后对其进行烘干处理，在缓慢的搅拌过程中将PH调高到8到8.5，并且在搅拌的过线中加入胺助剂，能够调节内部的PH值，使得植物纤维的反应速度加快；
步骤三：将环氧树脂与固化剂注入到第一搅拌罐，通过第一搅拌罐的搅拌，使得环氧树脂与固化助剂进行充分混合，该固化剂为二亚乙基三胺，经过半小时的搅拌产生交联反应，生成反应物，在搅拌的过程中，二亚乙基三胺内的含有活泼氢原子的伯胺及仲胺与环氧树脂中的环氧基作用，使得环氧基开环生成羟基，生成的羟基再与环氧基起醚化反应，最后生成其反应物；
步骤四：将反应物与烘干后的植物纤维浆状物按照3：1的体积比放入至第二搅拌罐中，聚合物与植物纤维浆状物进行充分的搅拌，使得反应物与植物纤维浆状物内部的线型纤维素大分子进行纤维素交联，经过半个小时的搅拌后，将搅拌后的混合物取出；
步骤五：将混合物放置进加热箱中，加热箱的内部温度控制在50至70℃，加热二十分钟，通过加热箱的加热能够使得混合物的整体流动性更高，降低了混合物内部物质分离的风险；
混合物对其进行烘干处理，将混合物放置在第一烘干箱中，第一烘干箱内部的温度控制在75至90℃，直至混合物凝胶成型，通过第一烘干箱能够使得混合物内部的水分被初步烘干，从而使得工作人员对其进行塑形，改变其混合物的形状；
混合物再次进行烘干处理，将凝胶成型的混合物放置进第二烘干箱中，第二烘干箱内部的温度控制在85℃，烘干20分钟后，混合物内部的水分被烘干从而使其彻底固化，关闭第二烘干箱，使其混合物外表温度降低后将其拿出。
实施例二：
一种基于植物纤维纸张制备的可降解材料及制备方法，包括以下重量物质组成：20份植物纤维纸张、12份环氧树脂、3份固化剂，所述制备步骤如下：
步骤一：在容器中加入水溶液，对内部的水进行加热，温度不低于70℃，在加热的过程中对其进行缓慢的搅拌；
步骤二：边搅拌加入植物纤维纸张，植物纤维纸张由一开始的浮在水的表面在搅拌过程中逐渐形成一种浆状物，彻底形成浆状物后对其进行烘干处理；
步骤三：将环氧树脂与固化剂注入到第一搅拌罐，通过第一搅拌罐的搅拌，使得环氧树脂与固化助剂进行充分混合，该固化剂为二亚乙基三胺，经过半小时的搅拌产生交联反应，生成反应物；
步骤四：将反应物与烘干后的植物纤维浆状物按照3：1的体积比放入至第二搅拌罐中，聚合物与植物纤维浆状物进行充分的搅拌，使得反应物与植物纤维浆状物内部的线型纤维素大分子进行纤维素交联，经过半个小时的搅拌后，将搅拌后的混合物取出；
步骤五：将混合物放置进加热箱中，加热箱的内部温度控制在50至70℃，加热二十分钟。
混合物对其进行烘干处理，将混合物放置在第一烘干箱中，第一烘干箱内部的温度控制在75至90℃，直至混合物凝胶成型
混合物再次进行烘干处理，将凝胶成型的混合物放置进第二烘干箱中，第二烘干箱内部的温度控制在85℃，烘干20分钟后，混合物内部的水分被烘干从而使其彻底固化，关闭第二烘干箱，使其混合物外表温度降低后将其拿出。
实施例三：
一种基于植物纤维纸张制备的可降解材料及制备方法，包括以下重量物质组成：35份植物纤维纸张、15份环氧树脂、8份固化剂，所述制备步骤如下：
步骤一：在容器中加入水溶液，对内部的水进行加热，温度不低于70℃，在加热的过程中对其进行缓慢的搅拌；
步骤二：边搅拌加入植物纤维纸张，植物纤维纸张由一开始的浮在水的表面在搅拌过程中逐渐形成一种浆状物，彻底形成浆状物后对其进行烘干处理；
步骤三：将环氧树脂与固化剂注入到第一搅拌罐，通过第一搅拌罐的搅拌，使得环氧树脂与固化助剂进行充分混合，该固化剂为二亚乙基三胺，经过半小时的搅拌产生交联反应，生成反应物；
步骤四：将反应物与烘干后的植物纤维浆状物按照3：1的体积比放入至第二搅拌罐中，聚合物与植物纤维浆状物进行充分的搅拌，使得反应物与植物纤维浆状物内部的线型纤维素大分子进行纤维素交联，经过半个小时的搅拌后，将搅拌后的混合物取出；
步骤五：将混合物放置进加热箱中，加热箱的内部温度控制在50至70℃，加热二十分钟。
混合物对其进行烘干处理，将混合物放置在第一烘干箱中，第一烘干箱内部的温度控制在75至90℃，直至混合物凝胶成型
混合物再次进行烘干处理，将凝胶成型的混合物放置进第二烘干箱中，第二烘干箱内部的温度控制在85℃，烘干20分钟后，混合物内部的水分被烘干从而使其彻底固化，关闭第二烘干箱，使其混合物外表温度降低后将其拿出。
实施例四：
根据实施例1至实施例3所制备的新材料进行反应，并且设置对比组，对比结果如下表：(用一定直径的淬硬钢球，在一定的载荷作用下，压入混合物的表面，停留一段时间，观察其压痕的面积)
根据上述的实验数据表格可以得知，随着植物纤维纸张、环氧树脂以及固化剂的使用份额增加，混合材料的整体硬度效果更好。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种基于植物纤维纸张制备的可降解材料的制备方法，其特征在于，包括以下重量物质组成：5～35份植物纤维纸张、4～15份环氧树脂、1～10份固化剂，所述制备步骤如下：
步骤一：在容器中加入水溶液，对内部的水进行加热，温度不低于70℃，在加热的过程中对其进行缓慢的搅拌；
步骤二：边搅拌加入植物纤维纸张，植物纤维纸张由一开始的浮在水的表面在搅拌过程中逐渐形成一种浆状物，彻底形成浆状物后对其进行烘干处理；
步骤三：将环氧树脂与固化剂注入到第一搅拌罐，通过第一搅拌罐的搅拌，使得环氧树脂与固化助剂进行充分混合，该固化剂为二亚乙基三胺，经过半小时的搅拌产生交联反应，生成反应物；
步骤四：将反应物与烘干后的植物纤维浆状物按照3：1的体积比放入至第二搅拌罐中，聚合物与植物纤维浆状物进行充分的搅拌，使得反应物与植物纤维浆状物内部的线型纤维素大分子进行纤维素交联，经过半个小时的搅拌后，将搅拌后的混合物取出；
步骤五：将混合物放置进加热箱中，加热箱的内部温度控制在50至70℃，加热二十分钟。
2.根据权利要求1所述的一种基于植物纤维纸张制备的可降解材料的制备方法，其特征在于：所述混合物对其进行烘干处理，将混合物放置在第一烘干箱中，第一烘干箱内部的温度控制在75至90℃，直至混合物凝胶成型。
3.根据权利要求2所述的一种基于植物纤维纸张制备的可降解材料的制备方法，其特征在于：所述混合物再次进行烘干处理，将凝胶成型的混合物放置进第二烘干箱中，第二烘干箱内部的温度控制在85℃，烘干20分钟后，混合物内部的水分被烘干从而使其彻底固化，关闭第二烘干箱，使其混合物外表温度降低后将其拿出。
4.根据权利要求1～3所述的一种基于植物纤维纸张制备的可降解材料的制备方法生产的材料。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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