一种甘蔗纤维无纺布及其制备方法技术

本发明专利技术涉及无纺布，公开了一种甘蔗纤维无纺布及其制备方法，该无纺布由以下成分及重量份组成：聚烯烃颗粒粉末80‑100份、改性甘蔗纤维粉末60‑80份，助剂10‑20份、抗氧剂5‑7份。本发明专利技术将甘蔗渣回收利用，改性后和聚烯烃一起制备得到甘蔗纤维无纺布，制备方法简单，工艺要求低，成本低廉，制备过程中甘蔗纤维与聚烯烃颗粒相容性更好，在熔融聚烯烃中分散性更加，喷丝拉伸固化过程中纤维形状长度和拉伸性能等都能够达到最佳状态，所得无纺布耐高温性好，纤维强度更高，还可以根据不同需求，添加所需的助剂，令纤维能够针对不同的用途提高相应性质。

【技术实现步骤摘要】
一种甘蔗纤维无纺布及其制备方法
本专利技术涉及无纺布，尤其涉及一种甘蔗纤维无纺布及其制备方法。
技术介绍
我国是仅次于巴西和印度的世界第三甘蔗种植大国，甘蔗作为大宗的糖料经济作物，在国民经济中占有重要地位。甘蔗渣是制糖的一种副产品，是甘蔗榨糖后的渣粕，蛋白质含量和热量均比较低。长期以来，这种大批量的甘蔗渣主要供糖厂本身作为燃料烧掉或废弃，这种利用方法的经济价值非常低。开发利用蔗渣资源，不但可以提高糖厂的经济效益，还可为其他行业提供大量的资源，对许多行业均具有重大意义。每生产出一吨的蔗糖，就会产生2～3吨的甘蔗渣，甘蔗渣含有丰富的纤维素，而含木质素较少，甘蔗渣纤维长度约为0.65-2.17mm，宽度是21-28μm，其纤维形态虽然比不上木材和竹子，但是比稻、麦草纤维则略胜一筹。无纺布没有经纬线，剪裁和缝纫都非常方便，而且质轻容易定型，深受手工爱好者的喜爱。因为它是一种不需要纺纱织布而形成的织物，只是将纺织短纤维或者长丝进行定向或随机排列，形成纤网结构，然后采用机械、热粘或化学等方法加固而成。它不是由一根一根的纱线交织、编结在一起的，而是将纤维直接通过物理的方法粘合在一起的，所以，当你拿到你衣服里的粘称时，就会发现，是抽不出一根根的线头的。非织造布突破了传统的纺织原理，并具有工艺流程短、生产速率快，产量高、成本低、用途广、原料来源多等特点。根据甘蔗渣纤维的特点和无纺布对纤维的要求，将甘蔗渣应用于无纺布的制备具有很大的优势。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种甘蔗纤维无纺布及其制备方法。本专利技术的具体技术方案为：该无纺布由以下成分及重量份组成：聚烯烃颗粒粉末80-100份、改性甘蔗纤维粉末60-80份，助剂10-20份、抗氧剂5-7份。甘蔗渣纤维长度约为0.65-2.17mm，宽度是21-28μm，其纤维形态虽然比不上木材和竹子，但是比稻、麦草纤维则略胜一筹，非常适用于无纺布的制备。通过对甘蔗渣纤维改性，能够令其与聚烯烃颗粒相容性更好，在熔融聚烯烃中分散性更加，无纺布耐高温性能更好，纤维强度更高，还可以根据不同需求，添加所需的助剂，令纤维能够针对不同的用途提高相应性质。作为优选，所述聚烯烃颗粒粉末为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯粉末的一种或几种混合作为优选，所述改性甘蔗纤维粉末为纳米二氧化硅和烷基酚聚氧乙烯醚改性的天然植物纤维。二氧化硅改性后的甘蔗纤维能够显著的提高纤维的耐热性能和纤维强度；烷基酚聚氧乙烯醚为非离子表面活性剂，能够增大甘蔗纤维与非极性分子的接触角，能够对甘蔗纤维表面进行非极性改性。作为优选，所述改性甘蔗纤维粉末的制备方法包含以下步骤：1)将在粉碎的甘蔗渣中加入助磨剂和水，助磨剂的添加量为纤维质量的10-25％，湿法球磨，水洗干净，得到活化的甘蔗渣纤维；2)将纳米二氧化硅粉末超声分散在水中，超声功率500W，超声时间10-20min，加入活化的甘蔗渣纤维，纳米二氧化硅粉末的粒径为50-150nm，添加量为纤维质量的5-15％，活化的甘蔗渣纤维与水的比例为1∶20-100，搅拌吸附；3)再加入烷基酚聚氧乙烯醚，烷基酚聚氧乙烯醚添加量为纤维质量的5-15％，搅拌均匀，升温吸附后过滤干燥，吸附温度为30-40℃，得到改性甘蔗纤维。甘蔗渣湿法球磨能够更有效的实现甘蔗纤维细化，同时使纤维素和木质素的晶体结构发生变化，纤维微晶进一步细化，使可及的表面和小孔增加，能够促进后续纳米二氧化硅粉末和烷基酚聚氧乙烯醚的吸附；加入助磨剂后，研磨能够帮助助磨剂和甘蔗纤维产生接枝，从而改变甘蔗纤维表面化学性质，形成非极性改性，能够帮助甘蔗纤维在树脂中分散和结合；纳米二氧化硅粉末经过超声分散后不易团聚，有利于甘蔗纤维的吸附，甘蔗纤维吸附烷基酚聚氧乙烯醚的过程是吸热过程，因此温度越高吸附越快，但是温度过高会令分子运动加快，吸附强度下降，因此在本专利技术的温度范围内，吸附量和吸附强度能够达到最优化，改性效果最佳。作为优选，所述步骤1)中助磨剂为聚丙烯、聚乙烯或聚苯乙烯粉末的一种或几种混合。作为优选，所述步骤3)中烷基酚聚氧乙烯醚为丁基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚。作为优选，其特征在于，该制备方法包含以下步骤：a)按配方称取相应重量的聚烯烃、改性甘蔗纤维粉末、助剂和抗氧剂，混合搅拌均匀；b)加热熔融，将熔融后的混合物通过挤出机挤压过滤；c)喷丝拉伸固化，热粘合后得到无纺布。作为优选，所述步骤b)中加热温度为140-220℃。作为优选，所述步骤c)中固化温度为15-25℃。作为优选，所述步骤c)中纤维速度为3000-5000m/min。与现有技术对比，本专利技术的有益效果是：本专利技术将甘蔗渣回收利用，改性后和聚烯烃一起制备得到甘蔗纤维无纺布，制备方法简单，工艺要求低，成本低廉，制备过程中甘蔗纤维与聚烯烃颗粒相容性更好，在熔融聚烯烃中分散性更加，喷丝拉伸固化过程中纤维形状长度和拉伸性能等都能够达到最佳状态，所得无纺布耐高温性好，纤维强度更高，还可以根据不同需求，添加所需的助剂，令纤维能够针对不同的用途提高相应性质。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。实施例1按聚苯乙烯颗粒粉末80份、改性甘蔗纤维粉末60份，助剂20份、抗氧剂5份称取相应重量的聚烯烃、改性甘蔗纤维粉末、助剂和抗氧剂，混合搅拌均匀；加热熔融，加热温度为220℃，将熔融后的混合物通过挤出机挤压过滤；喷丝拉伸固化，固化温度为25℃，纤维速度为3000m/min，热粘合后得到无纺布。实施例2按聚乙烯颗粒粉末100份、改性甘蔗纤维粉末80份，助剂10份、抗氧剂7份称取相应重量的聚烯烃、改性甘蔗纤维粉末、助剂和抗氧剂，混合搅拌均匀；加热熔融，加热温度为140℃，将熔融后的混合物通过挤出机挤压过滤；喷丝拉伸固化，固化温度为15℃，纤维速度为5000m/min，热粘合后得到无纺布。实施例3按聚丙烯颗粒粉末90份、改性甘蔗纤维粉末70份，助剂15份、抗氧剂6份称取相应重量的聚烯烃、改性甘蔗纤维粉末、助剂和抗氧剂，混合搅拌均匀；加热熔融，加热温度为170℃，将熔融后的混合物通过挤出机挤压过滤；喷丝拉伸固化，固化温度为20℃，纤维速度为4000m/min，热粘合后得到无纺布。对比例1除不对原料中甘蔗纤维粉末进行改性外，其余原料及制备方法与实施例3完全一致。实施例1-3和对比例1的物理特性如表1所示。表1根据表1可以看出，未经过改性的甘蔗渣纤维制备得到的甘蔗纤维无纺布喷射性差，无纺布强度、延伸度和弯曲长度都不如本专利技术的无纺布。本专利技术中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本专利技术中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例，并非对本专利技术作任何限制，凡是根据本专利技术技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本专利技术技术方案的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甘蔗纤维无纺布，其特征在于：该无纺布由以下成分及重量份组成：聚烯烃颗粒粉末80‑100份、改性甘蔗纤维粉末60‑80份，助剂10‑20份、抗氧剂5‑7份。

【技术特征摘要】
1.一种甘蔗纤维无纺布，其特征在于：该无纺布由以下成分及重量份组成：聚烯烃颗粒粉末80-100份、改性甘蔗纤维粉末60-80份，助剂10-20份、抗氧剂5-7份。2.如权利要求1所述的甘蔗纤维无纺布，其特征在于，所述聚烯烃颗粒粉末为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯粉末的一种或几种混合。3.如权利要求1所述的甘蔗纤维无纺布，其特征在于，所述改性甘蔗纤维粉末为纳米二氧化硅和烷基酚聚氧乙烯醚改性的天然植物纤维。4.如权利要求1或3所述的甘蔗纤维无纺布，其特征在于，所述改性甘蔗纤维粉末的制备方法包含以下步骤：1）将在粉碎的甘蔗渣中加入助磨剂和水，助磨剂的添加量为纤维质量的10-25%，湿法球磨，水洗干净，得到活化的甘蔗渣纤维；2）将纳米二氧化硅粉末超声分散在水中，超声功率500W，超声时间10-20min，加入活化的甘蔗渣纤维，纳米二氧化硅粉末的粒径为50-150nm，添加量为纤维质量的5-15%，活化的甘蔗渣纤维与水的比例为1:20-100，搅拌吸附；3）再加入烷基酚聚氧乙烯醚，烷基酚聚氧乙烯醚添加量为纤维质量的5...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵志云，
申请(专利权)人：湖州科博信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33