一种农林废弃物纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种农林废弃物纤维及其制备方法，公开了农林废弃物制备纤维的工艺包括汽蒸处理、螺旋挤压、机械磨浆和石墨烯分散液改性等工艺。本发明专利技术以农林废弃物作为制备纤维的原料，利用螺旋挤压结合机械法磨浆，采用本法制备的纤维得率高、卡伯值低，整个过程没有引入有害化学品，确保了纤维的卫生特性。由于制浆过程中加入石墨烯分散液，使得获得的产品具有较好的抗菌性能，尤其对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、溶血性链球菌起到有效的抑制灭杀作用。

A kind of agricultural and forestry waste fiber and its preparation method

The invention relates to a kind of agroforestry waste fiber and its preparation method, and the technology of preparing fiber for agricultural and forestry wastes includes steam treatment, spiral extrusion, mechanical pulping and modification of graphene dispersions. The invention uses the agricultural and forestry waste as the raw material for the preparation of fiber. The fiber has high yield, low kappa value, and no harmful chemicals are introduced in the whole process, which ensures the hygienic characteristics of the fiber. Due to the addition of graphene dispersions in the process of pulping, the obtained products have better antibacterial properties, especially for Staphylococcus aureus, Escherichia coli and Streptococcus hemolytic streptococcus.

【技术实现步骤摘要】
一种农林废弃物纤维及其制备方法
本专利技术属于制浆造纸
，具体地，涉及一种农林废弃物纤维及其制备方法。
技术介绍
石墨烯是一种新型二维超薄纳米材料，因为其独特的结构、力学和电子性质，在药物投递、肿瘤治疗等生物纳米
有着广阔的应用前景。有研究表明，石墨烯不但可以通过对细菌细胞膜进行切割，还能诱导细菌细胞膜上的磷脂分子脱离，从而实现石墨烯对细胞膜上磷脂分子的大规模直接抽取。这种切割和抽取的物理作用可导致细菌的细胞膜失去完整性而胞内物质外流，从而达到杀死细菌的效果。同时，石墨烯具有二维石墨层的新型纳米材料，具有高比表面积和可功能化表面，具有高柔性、高强度、高导电、高导热、导体和半导体等优异的结构、力学和电学特性，是理想的活性材料。农林废弃物是废弃物的重要成员，是一种重要的生物质资源，是重要的可再生资源，农林废弃物能源转化利用是可再生能源领域的研究热点之一。农林废弃物的成分主要为纤维素、半纤维素和木素，是制浆造纸工业的重要原材料。虽然，现有技术中对农林废弃物制浆进行了大量研究，并得到了一些性能良好的非木材纤维纸浆，但由于农林废弃物的纤维素含量低，导致制浆得率低；且由于采用化学法制浆，导致纤维的卫生特性不佳。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是农林废弃物制浆技术不足，提供一种农林废弃物纤维的制备方法。所述方法不但能够解决制浆得率低的问题，还能有效降低纸浆卡伯值，制备的纤维产品不仅卫生特性好，而且具有较好的导电性能和抗菌性能。本专利技术的另一目的在于提供一种农林废弃物纤维的制备方法得到的纤维。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种农林废弃物纤维的制备方法，包括以下步骤：S1.将农林废弃物进行除渣处理，去除其中的泥沙和灰尘后，干燥直至含水量为20～30％，将上述农林废弃物置于预汽蒸仓进行汽蒸处理后，进行螺旋挤压处理，得到粗浆料；S2.将步骤S1得到的粗浆料用水反复浸泡、分散和洗涤，直至洗涤水为中性后，送入高浓盘磨机进行常压磨浆，把磨浆后的浆料置入消潜洗涤，消潜温度为70-80℃，时间1-2h，使纤维舒张、伸直；S3.向步骤S2得到的纤维中加入石墨烯分散液，混合均匀后，进行减压过滤40～60min，于50～80℃下干燥60～120min，得到含石墨烯的纤维。优选地，所述农林废弃物为玉米秸秆、稻壳、花生壳、树皮、药渣中任意一种或几种。优选地，步骤S1中，所述汽蒸温度为70～80℃，时间为20～30min。优选地，步骤S1农林废弃物的含水量为25％～30％，所述螺旋挤压的处理的具体操作条件为1:1～2:1。优选地，步骤S2中，步骤S2中，所述磨浆浓度为25～30％，温度为70～80℃，时间为3～4h。优选地，步骤S3中，将氧化石墨烯加入到含分散剂的水或乙醇溶剂的溶液中，超声2～4h，得到石墨烯分散液。更优选地，步骤S3中，将氧化石墨烯加入到含分散剂的水或乙醇溶剂的溶液中，超声3～4h，得到石墨烯分散液。优选地，步骤S3中，农林废弃物纤维与石墨烯分散液用量比例为60～80:1～5。一种利用上述农林废弃物纤维的制备方法得到的纤维。该纤维在制备卫生用品或导电用纸中的应用。相比现有技术，本专利技术提供的农林废弃物纤维的制备方法具有以下优势：本专利技术以农林废弃物为植物原料，对其进行汽蒸处理后，使物料变得松软，然后利用螺旋挤压结合机械法磨浆，能够有效降解农林废弃物中多种木素，促进木素大分子结构的分解与化学键的断裂，可以更好的溶出纸浆中木素，获得卡伯值较低的浆料，且纤维得率高，在反应过程中不会对环境产生任何有害物质，制备的纤维产品卫生特性好、卡伯值低，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、溶血性链球菌起到有效的抑制灭杀作用。本专利技术提供的农林废弃物纤维的制备方法，制浆工艺过程简单，不仅在反应过程中不会对环境产生任何有害物质，操作方便，时间短。本专利技术采用机械法制浆，制浆过程没有引入有害化学品，确保了纤维的卫生特性。具体实施方式下面结合具体实施例进一步说明本专利技术。除非特别说明，本专利技术实施例中采用的原料和方法为本领域常规市购的原料和常规使用的方法，所使用的设备为本领域常规设备。实施例1本实施例提供一种农林废弃物纤维的制备方法，具体操作步骤如下：S1.将农林废弃物进行除渣处理，去除其中的泥沙和灰尘后，干燥直至含水量为20％，将上述农林废弃物置于预汽蒸仓进行汽蒸处理，汽蒸温度为70℃，时间为30min，然后进行螺旋挤压处理，螺旋挤压处理的压缩比为1:1，得到粗浆料；S2.将步骤S1得到的粗浆料用水反复浸泡、分散和洗涤，直至洗涤水为中性后，送入高浓盘磨机进行常压磨浆，磨浆浓度为25％，温度为80℃，时间为3h，把磨浆后的浆料置入消潜洗涤，消潜温度为70℃，时间2h，使纤维舒张、伸直；S3.向步骤S2的纤维中加入石墨烯分散液，混合均匀后，进行减压过滤40min，于50℃下干燥120min，得到含石墨烯的纤维。其中，农林废弃物纤维与石墨烯分散液的用量比例为60：1。石墨烯分散液的制备方法为：将氧化石墨烯加入到含分散剂的水或乙醇溶剂的溶液中，超声2h，得到石墨烯分散液。其中，农林废弃物为玉米秸秆、稻壳、花生壳、树皮、药渣中任意一种或几种。实施例2本实施例提供一种农林废弃物纤维的制备方法，具体操作步骤如下：S1.将农林废弃物进行除渣处理，去除其中的泥沙和灰尘后，干燥直至含水量为30％，将上述农林废弃物置于预汽蒸仓进行汽蒸处理，汽蒸温度为80℃，时间为20min，然后进行螺旋挤压处理，螺旋挤压处理的压缩比为2:1，得到粗浆料；S2.将步骤S1得到的粗浆料用水反复浸泡、分散和洗涤，直至洗涤水为中性后，送入高浓盘磨机进行常压磨浆，磨浆浓度为30％，温度为70℃，时间为4h，把磨浆后的浆料置入消潜洗涤，消潜温度为80℃，时间1h，使纤维舒张、伸直；S3.向步骤S2的纤维中加入石墨烯分散液，混合均匀后，进行减压过滤60min，于80℃下干燥60min，得到含石墨烯的纤维。其中，农林废弃物纤维与石墨烯分散液的用量比例为60:5。石墨烯分散液的制备方法为：将氧化石墨烯加入到含分散剂的水或乙醇溶剂的溶液中，超声4h，得到石墨烯分散液。其中，农林废弃物为玉米秸秆、稻壳、花生壳、树皮、药渣中任意一种或几种。实施例3本实施例提供一种农林废弃物纤维的制备方法，具体操作步骤如下：S1.将农林废弃物进行除渣处理，去除其中的泥沙和灰尘后，干燥直至含水量为25％，将上述农林废弃物置于预汽蒸仓进行汽蒸处理，汽蒸温度为72℃，时间为24min，然后进行螺旋挤压处理，螺旋挤压处理的压缩比为1.5:1，得到粗浆料；S2.将步骤S1得到的粗浆料用水反复浸泡、分散和洗涤，直至洗涤水为中性后，送入高浓盘磨机进行常压磨浆，磨浆浓度为26％，温度为75℃，时间为3.5h，把磨浆后的浆料置入消潜洗涤，消潜温度为72℃，时间1.5h，使纤维舒张、伸直；S3.向步骤S2的纤维中加入石墨烯分散液，混合均匀后，进行减压过滤50min，于60℃下干燥80min，得到含石墨烯的纤维。其中，农林废弃物纤维与石墨烯分散液的用量比例为80：1。石墨烯分散液的制备方法为：将氧化石墨烯加入到含分散剂的水或乙醇溶剂的溶液中，超声3h，得到石墨烯分散液。其中，农林废弃物为玉米秸秆、稻壳、花生壳、树皮、药渣中任意一种或几种。实施例4本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种农林废弃物纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将农林废弃物进行除渣处理，去除其中的泥沙和灰尘后，干燥直至含水量为20~30%，将上述农林废弃物置于预汽蒸仓进行汽蒸处理后，进行螺旋挤压处理，得到粗浆料；S2.将步骤S1得到的粗浆料用水反复浸泡、分散和洗涤，直至洗涤水为中性后，送入高浓盘磨机进行常压磨浆，把磨浆后的浆料置入消潜洗涤，消潜温度为70~80℃，时间1~2 h，使纤维舒张、伸直；S3.向步骤S2得到的纤维中加入石墨烯分散液，混合均匀后，进行减压过滤40~60 min，于50~80℃下干燥60~120 min，得到含石墨烯的纤维。

【技术特征摘要】
1.一种农林废弃物纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将农林废弃物进行除渣处理，去除其中的泥沙和灰尘后，干燥直至含水量为20~30%，将上述农林废弃物置于预汽蒸仓进行汽蒸处理后，进行螺旋挤压处理，得到粗浆料；S2.将步骤S1得到的粗浆料用水反复浸泡、分散和洗涤，直至洗涤水为中性后，送入高浓盘磨机进行常压磨浆，把磨浆后的浆料置入消潜洗涤，消潜温度为70~80℃，时间1~2h，使纤维舒张、伸直；S3.向步骤S2得到的纤维中加入石墨烯分散液，混合均匀后，进行减压过滤40~60min，于50~80℃下干燥60~120min，得到含石墨烯的纤维。2.根据权利要求1所述农林废弃物纤维的制备方法，其特征在于，所述农林废弃物为玉米秸秆、稻壳、花生壳、树皮、药渣中任意一种或几种。3.根据权利要求1所述农林废弃物纤维的制备方法，其特征在于，步骤S1中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾广胜，范才河，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43