[发明专利]一种高分子竹纤维、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种高分子竹纤维，由以下重量份数的原料组分组成：竹纤维细颗粒1～200份、丙烯酸1～200份、去离子水10～300份、氢氧化钾0.1～10份、光诱发剂1～3份。本发明还公开了制备方法，包括以下步骤：分别称取各原料组分，将竹纤维细颗粒和氢氧化钾混合并研磨，然后反应4～5h，加入去离子水，然后加入丙烯酸，在40～60℃下搅拌反应15～35min，接着保温1h，洗涤，接着通入氮气，密封，然后在35～55℃下用⁶⁰Co‑γ射线辐照，洗涤、干燥，即得到高分子竹纤维。本发明通过改变竹纤维的一级分子结构和竹纤维的理化性质，提高了竹纤维吸水性能和对重金属离子的吸附能力。

技术领域

本发明涉及竹纤维材料技术领域，具体涉及一种高分子竹纤维、制备方法及其应用。

背景技术

我国是一个竹类资源十分丰富的国家，竹子种类和竹林面积约占世界的1/4，产量约占世界的1/3，居世界之首。竹子生长速度快、再生能力强、轮伐期短、成材早、产量高，具有强度高、硬度大、韧性好、耐磨的优良特性，且无农药残留、无污染、绿色安全，是很好的纤维资源。在过去十年中，竹产业得到了快速发展，被广泛应用于纺织、造纸、汽车内饰板、床垫、空气滤清器、毡子、隔音材料等方面，但大量竹加工废料的处理与规模化应用问题尚未解决。

竹纤维是竹材及加工剩余物经机械、化学、生物等加工方法，制得的束状、丝状或絮状单元，包含竹单根纤维细胞或多个纤维细胞集合体，可分为竹浆、再生竹纤维和竹原纤维，是一种新型竹产品，属于高科技绿色生态环保产品，主要应用于服装加工等纺织行业。竹纤维含有大量羟基，使其具有强极性和亲水性，其横截面为高度中空的特殊结构，能在吸咐大量水分和透过大量气体，纵向平直，表面沟槽形成的孔隙能够产生较强的毛细管效应，使得竹纤维具有良好的吸湿放湿性能。天然纤维素结构复杂，分子一级结构主要为特定的结构单元以共价键形成线性结构，纤维二糖通过β(1→4)糖甘键形成线性纤维素。如果我们能够定向改性竹纤维的分子结构和功能，就可以为竹纤维提供新的利用途径，提高竹纤维产品的附加值，还可以扩大竹产品用途，为竹材加工利用开拓更为广阔的市场。

而目前对竹纤维的修饰主要是化学方法，如：酸水解降解、氧化降解、碱性降解及酶降解等，这些方法的工艺条件控制复杂，还产生大量废水。而且其产生的竹纤维的吸水性能以及对重金属离子的吸附性能并不是很好。因此，开发一种具有节能、高效、无污染和环保等优点的物理新技术，定向改性竹纤维的分子结构和功能，以提高竹纤维的性能，是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高吸水性和吸附能力的高分子竹纤维、制备方法及其应用。

本发明的第一个目的是提供一种高分子竹纤维，由以下重量份数的原料组分组成：竹纤维细颗粒1～200份、丙烯酸1～200份、去离子水10～300份、氢氧化钾0.1～10份、光诱发剂1～3份；

所述高分子竹纤维具有如式(Ⅰ)所示的结构，

其中：n为2000～8000。

优选的，所述高分子竹纤维的取代度为0.85～0.95。

优选的，所述光诱发剂为苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、安息香双甲醚、1-羟基环己基苯基甲酮中的一种或多种。

本发明的第二个目的是提供一种上述高分子竹纤维的制备方法，包括以下步骤：

S1、按重量份数分别称取竹纤维细颗粒1～200份、丙烯酸1～200份、去离子水10～300份；氢氧化钾0.1～10份、光诱发剂1～3份，备用；

S2、将S1中称取的竹纤维细颗粒和氢氧化钾混合并研磨，然后反应4～5h，得到碱化竹纤维；