[发明专利]一种吸水纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料和制浆造纸领域，具体涉及一种吸水纤维的制备方法。

背景技术

高吸水性树脂(SAPs)是现在使用得最广泛的一种高吸水材料，它可以吸收是自身重量几千倍的水量。因其较好的吸水性和保水性被大量应用在一次性卫生用品中。但是高吸水性树脂主要来源于丙烯酰胺(Am)、丙烯酸(AA)单体和交联剂，其中大部分为石油基不可再生资源，不具有生物可降解性，会造成环境污染。基于对环境的保护和资源的可持续发展，纤维素产品成为研究热点，科研人员开始制备纤维素基高吸水材料以部分取代目前使用最多的高吸收性树脂(SAPs)。纤维素是地球上含量最丰富的有机材料，每年的产量超过75亿吨，其可再生和可生物降解性是众所周知的。纤维素是可降解的高分子化合物，且纤维素中含有羟基和羧基等亲水性基团，通过交联、接枝等手段对其进行化学改性，引入更多的亲水性基团以提高其吸水性能，由于纤维素的孔隙结构特性，在交联、接枝共聚的过程中容易使其孔隙结构封闭，从而限制纤维素基吸水材料的吸水性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种吸水纤维的制备方法。

本发明的技术方法概述如下：

一种吸水纤维的制备方法，包括如下步骤：

1)对质量浓度为1％-5％的纤维浆料调节pH至5-6.5，在300-800rpm的转速搅拌下，加入纤维素酶，使纤维素酶的质量分数为0.02％-0.5％，在45℃-50℃的水浴保温处理0.5h-3h，得到纤维素酶预处理浆料；

2)将甲基乙烯基醚/马来酸酐共聚物和聚乙二醇加水混匀得溶液1，将溶液1与纤维素酶预处理浆料混合，搅拌0.5-1.5h，在50-70℃的条件下干燥；在120-140℃的温度下放置2-15min，得到吸水纤维，所述纤维素酶预处理浆料、甲基乙烯基醚/马来酸酐共聚物、聚乙二醇的质量比为1:0.5-2:0.12-0.3。

纤维浆料的质量浓度优选3％。

纤维浆料为漂白针叶木硫酸盐浆、漂白阔叶木硫酸盐浆或机械浆。

漂白针叶木硫酸盐浆优选云杉漂白硫酸盐浆或南方松漂白硫酸盐浆。

漂白阔叶木硫酸盐浆优选杨木漂白硫酸盐浆或桉木漂白硫酸盐浆。

机械浆优选杨木漂白化学热磨机械浆或枫木高得率浆。

步骤(1)所述转速优选500rpm。

步骤(2)放置的温度优选130℃，放置的时间优选6.5min。

聚乙二醇优选聚乙二醇3350或聚乙二醇1450。

本发明所采用的用纤维素酶处理浆料纤维，能够使纤维素纤维产生更多的孔隙结构，为交联、接枝共聚反应提供更多的空间和结合点，大大提高了改性后纤维素纤维的吸水性能。本发明的方法操作简单，所获得的吸水纤维的吸水能力高。

具体实施方式

下面的实施例是为了使本领域的技术人员能够更好地理解本发明，但并不以任何方式限制本发明。

甲基乙烯基醚/马来酸酐共聚物和聚乙二醇起到交联剂的作用。

各实施例的纤维素酶的活性为700EGU/g。

实施例1

一种吸水纤维的制备方法，包括如下步骤：

1)量取四份质量浓度为3％的杨木漂白化学热磨机械浆调节pH至5.5，在500rpm的转速搅拌下，一份不加纤维素酶，其余三份加入纤维素酶，使纤维素酶的质量分数分别为0.02％、0.04％和0.5％，在50℃的水浴保温处理1h，得到纤维素酶预处理浆料；

2)将甲基乙烯基醚/马来酸酐共聚物和聚乙二醇3350加水混匀得溶液1，将溶液1与纤维素酶预处理浆料混合，搅拌1h，在65℃的条件下干燥至其质量不再改变；在130℃的温度下放置(即固化)6.5min，得到吸水纤维，所述纤维素酶预处理浆料、甲基乙烯基醚/马来酸酐共聚物、聚乙二醇3350的质量比为1:1.12:0.17。

将吸水纤维分散于去离子水中，调节其pH＝8使其充分润胀，测定其吸水能力。

纤维素酶用量对杨木漂白化学热磨机械浆纤维吸水能力的影响如表1所示，随着纤维素酶用量的逐渐增大，吸水能力明显上升。

表1纤维素酶用量对杨木漂白化学热磨机械浆纤维吸水能力的影响

实施例2

一种吸水纤维的制备方法，包括如下步骤：