[发明专利]一种高强度纳米纤维基材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种高强度纳米纤维基材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)纳米纤维的制备：以纸浆纤维为原料，先进行TEMPO氧化预处理，再进行高压均质处理，得到纳米纤维；

(2)成型液的制备：将步骤(1)中得到的纳米纤维加水稀释，得到纳米纤维悬浮液，然后加入熟化淀粉和聚丙烯酰胺，搅拌均匀，得到成型液；

(3)固化成型：将步骤(2)中得到的成型液置于成型装置中进行干燥和熟化，得到高强度纳米纤维基材料；

步骤(1)中所述的TEMPO氧化预处理通过如下步骤实现：向纸浆纤维中添加NaBr、TEMPO和NaClO，调pH至10.0～10.3，搅拌进行反应；其中，纸浆纤维、NaBr、TEMPO和NaClO的质量比为1：0.1～0.15：0.01～0.015：0.6～0.75；

步骤(1)中所述的高压均质处理的条件为：在20000～30000psi压力下处理5～10次；

步骤(2)中所述的熟化淀粉通过如下方法制备得到：将淀粉置于85～100℃条件下熟化1～3h，得到熟化淀粉；

步骤(3)中所述的成型装置通过如下方法制备得到：选取中空的、两端开口的方形筒，在底部包裹滤布并进行加固处理，得到成型装置；所述的滤布为400～1000目滤布；

步骤(3)中所述的成型装置为内壁涂抹有苯甲基硅油的成型装置；

步骤(3)中所述的干燥的条件为：在30～60℃、40～80％RH条件下干燥12～48h；

步骤(3)中所述的熟化的条件为：在80～150℃条件下熟化1～10h。

2.根据权利要求1所述的高强度纳米纤维基材料的制备方法，其特征在于：

步骤(2)中所述的熟化淀粉的添加量为所述纸浆纤维绝干质量的0.1～5％；

步骤(2)中所述的聚丙烯酰胺的添加量为所述纳米纤维绝干质量的0.1～1％。

3.根据权利要求1所述的高强度纳米纤维基材料的制备方法，其特征在于：

步骤(2)中所述的纳米纤维悬浮液中纳米纤维的质量分数为1～10％。

4.根据权利要求1所述的高强度纳米纤维基材料的制备方法，其特征在于：

步骤(1)中所述的纸浆纤维为马尾松纸浆纤维；

步骤(2)中所述的聚丙烯酰胺为非离子型聚丙烯酰胺，阴离子型聚丙烯酰胺，阳离子型聚丙烯酰胺和两性型聚丙烯酰胺中的一种或以上。

5.根据权利要求1所述的高强度纳米纤维基材料的制备方法，其特征在于：还包括将步骤(2)中得到的成型液进行脱泡处理的步骤；

所述的脱泡处理的条件为：在-0.1～-1MPa 条件下脱泡1～10h。

6.一种高强度纳米纤维基材料，其特征在于：通过权利要求1～5任一项所述的方法制备得到。

7.权利要求6所述的高强度纳米纤维基材料在防护器材、特种器件和建筑材料中的应用。