一种应用香蕉纳米纤维制备发泡材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及发泡材料加工技术领域，特别涉及一种应用香蕉纳米纤维制备发泡材料的制备方法，本申请的发泡材料制备方法包括制备香蕉纤维、制备香蕉纳米纤维和制备发泡材料几个步骤，制备香蕉纤维时，香蕉纤维经过膨化处理、氧化处理、酸处理、生物酶处理、酶失活处理、脱水、给油、烘干对香蕉粗麻结合进行预处理，有效去除了香蕉粗麻中的胶质、木质素、半纤维素，起到除杂、提高纤维含量，从而提高发泡材料的相容性；本申请使用香蕉纤维加工纳米纤维与马铃薯淀粉、聚乳酸、硅酸钠来制备发泡材料能有效提高了发泡材料的发泡效率，提高发泡材料的品质。

【技术实现步骤摘要】
一种应用香蕉纳米纤维制备发泡材料的制备方法
本专利技术涉及发泡材料加工
，特别涉及一种应用香蕉纳米纤维制备发泡材料的制备方法。
技术介绍
发泡材料具有轻质、耐热、价格低廉等优点，在工业、农业、包装业、交通运输业等得到广泛应用，我国发泡材料主要集中在聚苯乙烯发泡材料、聚丙烯发泡材料、聚氨酯发泡材料和聚乙烯发泡材料。传统的发泡材料在环境中不易降解，对环境造成一定污染。由于传统发泡塑料垃圾引起的“白色污染”问题越来越受到世界各国的关注，许多国家已经立法禁止生产难于降解的泡沫塑料产品。目前，也有一些植物纤维类发泡材料的研究，植物纤维发泡材料是以淀粉和植物纤维(废旧报纸、麦秆和其他植物纤维等)以及添加助剂，通过发泡工艺制作而成的。该产品的主要原料是淀粉和植物纤维，不会对环境造成污染，因而有效解决了经济增长与资源短缺、环境污染之间的矛盾。但是，植物纤维类原料是一种通过纤维表面的氢键连接而形成的内部交联结构，纤维分子之间存在较大的空隙，不利于发泡过程中气体的保存；且纤维类大分子其长短和大小都不均匀、杂质较多，像废纸类纤维中含有造纸过程中加入的化学药品和印刷过程中残留在纤维表面的油墨；而且，由于植物类纤维是亲水性物质，且吸湿性较大的技术缺陷。目前，国内关于植物纤维制备发泡材料的报道，主要为秸秆、废纸等纤维粒径较大的纤维材料，并没有关于香蕉纤维应用于发泡材料的报道，而香蕉杆、茎、叶中含有丰富的纤维成分，如果能加以利用生产发泡材料，将能进一步提高发泡材料的发泡性能，香蕉中除了含有丰富的纤维素外，还含有大量的胶质、木质素，胶质和木质素虽然能提高发泡材料的耐热性能，但是，木质素和胶质会存在相分离现象，其生物相容性较低，容易使发泡材料存在相分离的现象，因此，如何对香蕉纤维进行预处理，提高发泡材料的相容性，是利用香蕉纤维生产发泡材料需要解决的技术问题。
技术实现思路
鉴于上述内容，有必要生产一种高发泡性能的纳米纤维发泡材料，进一步提高香蕉废料的利用领域、利用价值，提高香蕉废料的产品附加值。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种应用香蕉纳米纤维制备发泡材料的制备方法，所述方法包括制备香蕉纤维、制备香蕉纳米纤维和制备发泡材料：(一)制备香蕉纤维：(1)原料预处理：取香蕉皮、叶或茎杆切割成段后再破片撕开成片状，片状厚度为0.5mm-2mm、进行压榨、刮杂、干燥得到粗麻；(2)脱胶处理：将步骤(1)的粗麻依次通过膨化处理、氧化处理、酸处理、生物酶处理、酶失活处理、脱水、给油、烘干得到粗纤维；所述膨化处理的处理方法为：将粗麻与质量浓度为2g/L-4g/L的氢氧化钠溶液混合按照固液质量比为1:17-22进行混合，然后迅速加热到95℃-100℃，恒温熬煮20min-30min后，将氢氧化钠溶液排干，将粗麻捞出，放入压力条件为7MPa-8MPa，温度为90℃-95℃的热水中恒温保持10min-15min后再将热水排干，将粗麻放入压力条件为2MPa-3MPa，温度为0℃-5℃的冷水中，恒温保持10min-15min，再经过过滤、晾干，完成膨化处理过程；所述氧化处理的处理方法为：将膨化处理后的粗麻与氧化剂溶液按照固液质量比为1:20-25进行混合，然后迅速加热到95℃-100℃，恒温熬煮15min-20min后，将氧化剂溶液排干，并将粗麻放入温度为90℃-95℃的热水中，恒温保持5min-10min后，再将粗麻放入温度为0℃-5℃的冷水中，恒温保持5min-10min，再经过过滤、晾干，完成氧化处理过程；所述酸处理的处理方法为：将氧化处理后的粗麻与质量浓度为1g/L-3g/L的硫酸溶液按照固液质量比为1:15-20进行混合，然后迅速加热到95℃-100℃，恒温熬煮15min-20min，将粗麻捞出，放入温度为90℃-95℃的热水中冲洗5min，再放入0℃-5℃的冷水中冲洗10min，再经过晾干，完成酸处理过程；所述生物酶处理的处理方法为：将酸处理后的粗麻与生物酶溶液按照固液质量比为1:18-23进行混合，在温度为30℃-40℃的条件下恒温保持20min-25min，将粗麻捞出放入温度为0℃-5℃的冷水中冲洗10min；完成生物酶处理过程；所述酶失活处理的处理方法为：将生物酶处理后的粗麻放入85℃-90℃的热水中，恒温熬煮30min-35min；完成酶失活处理过程；所述脱水的处理方法为：将酶失活处理后的粗麻放入真空度为0.01MPa-0.1MPa的真空硅藻土压滤机中进行真空压滤，完成脱水处理过程；所述给油的处理方法为：将脱水处理后的粗麻均匀的喷涂一层茶籽油，完成给油处理过程；所述烘干的处理方法为：将给油处理后的粗麻放入温度为50℃-60℃的热风烘干机红感到粗麻含水率为3％-5％得到香蕉纤维；(二)制备香蕉纳米纤维：(3)将步骤(2)得到的粗纤维与纤维素二元体系混合得到香蕉纤维溶解液；再将聚乳酸羟基乙酸粉末制成纺丝液；将香蕉纤维溶解液、芦荟提取物、壳聚糖与纺丝液按照质量比为2-4:1-3:1-3:1混合，然后利用超声去除气泡，再经过静电纺丝工艺处理得到香蕉纳米纤维；(三)制备发泡材料：(4)香蕉纳米纤维预处理：取步骤(3)的香蕉纳米纤维与质量浓度为1g/L-3g/L的氢氧化钠溶液按照质量比为1:16-20进行混合，搅拌均匀，在-2～0℃的冰水中浸泡2h-4h，再加热到90℃-95℃，恒温浸泡3h-5h后过滤取滤渣并用清水洗涤呈中性，然后将滤渣放入50℃-55℃的真空干燥箱中干燥至水分为5％，完成预处理过程；(5)制备发泡材料：将步骤(1)预处理的香蕉纳米纤维、聚乳酸、马铃薯淀粉和硅酸钠按照质量比为1:10-15:3-5:1-3混合，然后在40-50℃的条件下进行磁力搅拌3h-5h得到混合液，将混合液放入密炼机中蜜炼除去混合液中气体，将去除气体后的混合液热压成膜，将膜材料在温度为30℃-40℃、压力为15Mpa-30Mpa条件下用二氧化碳平衡，然后泄压、发泡、成型得到所述发泡材料。进一步的，所述步骤(2)氧化剂溶液由双氧水、甲基橙、杨柳提取物和水按照质量比为3-5:1-3:6-9:30-35混合制得。进一步的，所述步骤(2)生物酶溶液由果胶酶、半纤维素酶、木质素降解酶、芦荟甙和水按照质量比为2-4:2-4:1-3:5-9:30-35混合制得。进一步的，所述步骤(3)纤维素二元体系包括氯化锂/二甲基乙酰胺体系或氨/硫氰酸铵体系。进一步的，所述氯化锂/二甲基乙酰胺体系由氯化锂、二甲基乙酰胺和水按照质量比为4-6:1:10-15混合制得。进一步的，所述氨/硫氰酸铵体系硫氰酸铵、氨和水按照质量比为65-75:25-30:1混合制得。进一步的，所述步骤(3)纺丝液的配置方法为：将四氢呋喃与二甲基甲酰胺按照体积比为3-4:1混合，得到混合溶剂；再将聚乳酸羟基乙酸粉末与混合溶剂按照质量比为1:10-15的比例混合，然后在1℃-4℃的条件下静置过夜制得。进一步的，所述步骤(3)静电纺丝工艺的工艺条件为：正电压为10kV-20kV，负电压为1kV-3kV，推进流速为1-1.5mL/h，接收距离为15-25cm所述静电纺丝工艺的工艺条件为：正电压为10kV-20kV，负电压为1kV-3kV，推进流速为1-1.5mL/h，接收距离为15-25c本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用香蕉纳米纤维制备发泡材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括制备香蕉纤维、制备香蕉纳米纤维和制备发泡材料：(一)制备香蕉纤维：(1)原料预处理：取香蕉皮、叶或茎杆切割成段后再破片撕开成片状，片状厚度为0.5mm‑2mm、进行压榨、刮杂、干燥得到粗麻；(2)脱胶处理：将步骤(1)的粗麻依次通过膨化处理、氧化处理、酸处理、生物酶处理、酶失活处理、脱水、给油、烘干得到粗纤维；所述膨化处理的处理方法为：将粗麻与质量浓度为2g/L‑4g/L的氢氧化钠溶液混合按照固液质量比为1:17‑22进行混合，然后迅速加热到95℃‑100℃，恒温熬煮20min‑30min后，将氢氧化钠溶液排干，将粗麻捞出，放入压力条件为7MPa‑8MPa，温度为90℃‑95℃的热水中恒温保持10min‑15min后再将热水排干，将粗麻放入压力条件为2MPa‑3MPa，温度为0℃‑5℃的冷水中，恒温保持10min‑15min，再经过过滤、晾干，完成膨化处理过程；所述氧化处理的处理方法为：将膨化处理后的粗麻与氧化剂溶液按照固液质量比为1:20‑25进行混合，然后迅速加热到95℃‑100℃，恒温熬煮15min‑20min后，将氧化剂溶液排干，并将粗麻放入温度为90℃‑95℃的热水中，恒温保持5min‑10min后，再将粗麻放入温度为0℃‑5℃的冷水中，恒温保持5min‑10min，再经过过滤、晾干，完成氧化处理过程；所述酸处理的处理方法为：将氧化处理后的粗麻与质量浓度为1g/L‑3g/L的硫酸溶液按照固液质量比为1:15‑20进行混合，然后迅速加热到95℃‑100℃，恒温熬煮15min‑20min，将粗麻捞出，放入温度为90℃‑95℃的热水中冲洗5min，再放入0℃‑5℃的冷水中冲洗10min，再经过晾干，完成酸处理过程；所述生物酶处理的处理方法为：将酸处理后的粗麻与生物酶溶液按照固液质量比为1:18‑23进行混合，在温度为30℃‑40℃的条件下恒温保持20min‑25min，将粗麻捞出放入温度为0℃‑5℃的冷水中冲洗10min；完成生物酶处理过程；所述酶失活处理的处理方法为：将生物酶处理后的粗麻放入85℃‑90℃的热水中，恒温熬煮30min‑35min；完成酶失活处理过程；所述脱水的处理方法为：将酶失活处理后的粗麻放入真空度为0.01MPa‑0.1MPa的真空硅藻土压滤机中进行真空压滤，完成脱水处理过程；所述给油的处理方法为：将脱水处理后的粗麻均匀的喷涂一层茶籽油，完成给油处理过程；所述烘干的处理方法为：将给油处理后的粗麻放入温度为50℃‑60℃的热风烘干机红感到粗麻含水率为3％‑5％得到香蕉纤维；(二)制备香蕉纳米纤维：(3)将步骤(2)得到的粗纤维与纤维素二元体系混合得到香蕉纤维溶解液；再将聚乳酸羟基乙酸粉末制成纺丝液；将香蕉纤维溶解液、芦荟提取物、壳聚糖与纺丝液按照质量比为2‑4:1‑3:1‑3:1混合，然后利用超声去除气泡，再经过静电纺丝工艺处理得到香蕉纳米纤维；(三)制备发泡材料：(4)香蕉纳米纤维预处理：取步骤(3)的香蕉纳米纤维与质量浓度为1g/L‑3g/L的氢氧化钠溶液按照质量比为1:16‑20进行混合，搅拌均匀，在‑2～0℃的冰水中浸泡2h‑4h，再加热到90℃‑95℃，恒温浸泡3h‑5h后过滤取滤渣并用清水洗涤呈中性，然后将滤渣放入50℃‑55℃的真空干燥箱中干燥至水分为5％，完成预处理过程；(5)制备发泡材料：将步骤(1)预处理的香蕉纳米纤维、聚乳酸、马铃薯淀粉和硅酸钠按照质量比为1:10‑15:3‑5:1‑3混合，然后在40‑50℃的条件下进行磁力搅拌3h‑5h得到混合液，将混合液放入密炼机中蜜炼除去混合液中气体，将去除气体后的混合液热压成膜，将膜材料在温度为30℃‑40℃、压力为15Mpa‑30Mpa条件下用二氧化碳平衡，然后泄压、发泡、成型得到所述发泡材料。...

【技术特征摘要】
1.一种应用香蕉纳米纤维制备发泡材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括制备香蕉纤维、制备香蕉纳米纤维和制备发泡材料：(一)制备香蕉纤维：(1)原料预处理：取香蕉皮、叶或茎杆切割成段后再破片撕开成片状，片状厚度为0.5mm-2mm、进行压榨、刮杂、干燥得到粗麻；(2)脱胶处理：将步骤(1)的粗麻依次通过膨化处理、氧化处理、酸处理、生物酶处理、酶失活处理、脱水、给油、烘干得到粗纤维；所述膨化处理的处理方法为：将粗麻与质量浓度为2g/L-4g/L的氢氧化钠溶液混合按照固液质量比为1:17-22进行混合，然后迅速加热到95℃-100℃，恒温熬煮20min-30min后，将氢氧化钠溶液排干，将粗麻捞出，放入压力条件为7MPa-8MPa，温度为90℃-95℃的热水中恒温保持10min-15min后再将热水排干，将粗麻放入压力条件为2MPa-3MPa，温度为0℃-5℃的冷水中，恒温保持10min-15min，再经过过滤、晾干，完成膨化处理过程；所述氧化处理的处理方法为：将膨化处理后的粗麻与氧化剂溶液按照固液质量比为1:20-25进行混合，然后迅速加热到95℃-100℃，恒温熬煮15min-20min后，将氧化剂溶液排干，并将粗麻放入温度为90℃-95℃的热水中，恒温保持5min-10min后，再将粗麻放入温度为0℃-5℃的冷水中，恒温保持5min-10min，再经过过滤、晾干，完成氧化处理过程；所述酸处理的处理方法为：将氧化处理后的粗麻与质量浓度为1g/L-3g/L的硫酸溶液按照固液质量比为1:15-20进行混合，然后迅速加热到95℃-100℃，恒温熬煮15min-20min，将粗麻捞出，放入温度为90℃-95℃的热水中冲洗5min，再放入0℃-5℃的冷水中冲洗10min，再经过晾干，完成酸处理过程；所述生物酶处理的处理方法为：将酸处理后的粗麻与生物酶溶液按照固液质量比为1:18-23进行混合，在温度为30℃-40℃的条件下恒温保持20min-25min，将粗麻捞出放入温度为0℃-5℃的冷水中冲洗10min；完成生物酶处理过程；所述酶失活处理的处理方法为：将生物酶处理后的粗麻放入85℃-90℃的热水中，恒温熬煮30min-35min；完成酶失活处理过程；所述脱水的处理方法为：将酶失活处理后的粗麻放入真空度为0.01MPa-0.1MPa的真空硅藻土压滤机中进行真空压滤，完成脱水处理过程；所述给油的处理方法为：将脱水处理后的粗麻均匀的喷涂一层茶籽油，完成给油处理过程；所述烘干的处理方法为：将给油处理后的粗麻放入温度为50℃-60℃的热风烘干机红感到粗麻含水率为3％-5％得到香蕉纤维；(二)制备香蕉纳米纤维：(3)将步骤(2)得到的粗纤维与纤维素二元体系混合得到香蕉纤维溶解液；再将聚乳酸羟基乙酸粉末制成纺丝液；将香蕉纤维溶解液、芦荟提取物、壳聚糖与纺丝液按照质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙健，辛明，李昌宝，何雪梅，周主贵，零东宁，李丽，盛金凤，郑凤锦，李志春，唐雅园，李杰民，刘国明，
申请(专利权)人：广西壮族自治区农业科学院，
类型：发明
国别省市：广西,45