[发明专利]一种高保水植物纤维素微/纳米纤丝及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种植物纤维素微/纳米纤丝及其制备方法与应用。该植物纤维素微/纳米纤丝的制备方法包括如下步骤：(1)将植物纤维素纸浆放入pH为4.5～9的水中进行浸泡，得到植物纤维素纸浆I；(2)将步骤(1)中得到的植物纤维素纸浆I采用超微粒粉碎机进行磨浆，得到植物纤维素微/纳米纤丝；其中，超微粒粉碎机的磨盘间隙为‑200μm～100μm。本发明通过机械法制备不同性能的植物纤维素微/纳米纤丝，纤维素微/纳米纤丝的物理性能可通过不同pH，不同浆浓，不同磨浆参数变化而控制，制得的植物纤维素微/纳米纤丝具有保水值可控，纤丝的直径、长度可调，以及具有不同干强、湿强的特点，适用于造纸，日化或纸张增强领域。

技术领域

本发明属于微/纳米纤丝制备领域，具体涉及一种植物纤维素微/纳米纤丝及其制备方法与应用。

背景技术

随着社会的发展和科技的进步，人们对纸张的保水性能，湿强性能越来越重视，制备和加工出符合人们期待的纸张材料的重要性越来越突出。通过机械研磨的方法可以制备出安全性高，绿色环保的纤维素纤丝产品，近年来受到人们的欢迎。植物纤维的微/纳米纤丝化的开发与利用成了纤维素微/纳米纤丝制备领域的一个热点。

国内翟华敏对麦草复合有机酸纸浆纤维进行磨浆处理，得到保水值为100％～200％的麦草纤维，不过其磨浆工艺只局限于磨浆转速的不同，其磨浆工艺的间隙不变(杜家富,翟华敏,陈碧波等.磨浆对麦草复合有机酸纸浆纤维特性的影响.中华纸业.2016,37(10):18-23)，分丝帚化程度有限，故而得到的麦草纤维保水值不高。刘士亮对桉木速生材APMP浆料进行磨浆处理，主要在于磨浆间隙1.0mm～0.25mm变化，得到保水值在146.9％～176.5％(刘士亮.磨浆参数对桉木速生材APMP浆料白度、保水值的影响.黑龙江造纸,2006,34(1):19-21)。目前鲜有关于高保水纤维素微/纳米纤丝的报道。

发明内容

本发明的首要目的在于弥补现有技术的缺点与不足，提供一种植物纤维素微/纳米纤丝的制备方法。

本发明的另一目的在于提供所述方法制备得到的植物纤维素微/纳米纤丝。

本发明的又一目的在于提供所述植物纤维素微/纳米纤丝的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种植物纤维素微/纳米纤丝的制备方法，包括如下步骤：

(1)将植物纤维素纸浆放入pH为4.5～9的水中进行浸泡，然后将浸泡后的植物纤维素纸浆配制成质量分数为0.1％～50％的植物纤维素纸浆I；

(2)将步骤(1)中获得的植物纤维素纸浆I采用超微粒粉碎机进行磨浆，得到植物纤维素微/纳米纤丝；其中，超微粒粉碎机的磨盘间隙为-200μm～100μm。

步骤(1)中所述的植物纤维素纸浆为不同植物纤维来源的纸浆；包括针叶木浆，阔叶木浆和草本植物浆等；优选为针叶木浆。

步骤(1)中所述的浸泡时间为1～64h；优选为24～48h；更优选为24h。

步骤(1)中所述的水优选为去离子水。

步骤(1)中所述的pH的调节剂为硫酸，盐酸，硝酸，磷酸，柠檬酸，乙酸，甲酸，氢氧化钠，氢氧化钾，碳酸钠，碳酸钾，碳酸氢钠，碳酸氢钾，磷酸二氢钠，磷酸二氢钾，磷酸一氢钠，磷酸一氢钾和三乙胺中的一种或几种；优选为柠檬酸或氢氧化钠。

步骤(1)中浸泡优选为在室温、搅拌条件下进行浸泡。

所述的室温的温度范围为25±1℃。

步骤(2)中所述的植物纤维素纸浆I的质量分数优选为0.1％～30％；更优选为1％～5％。

步骤(2)中所述的磨盘间隙通过超微粒粉碎机进行调节；磨盘间隙优选为-100μm～20μm。