一种可生物降解纤维材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可生物降解纤维材料及其制备方法，所述方法包括以下步骤：1）将凤眼蓝烘干、粉碎、过筛后得到凤眼蓝粉末；2）将凤眼蓝粉末依次浸泡于甲醇、乙酰二甲胺中，得到物料A；3）将物料A置于碱液中进行碱化处理，然后加入氯乙烷升温加热后得到物料B；4）将物料B进行辐照处理；5）对辐照后的物料B进行交联处理，得到物料C；6）将物料C置于双螺杆挤压机中挤压造粒，得到所述可生物降解纤维材料。本发明专利技术的纤维材料具有优良的生物降解性，可作为新型绿色环保材料部分替代塑料，用于制作吸塑制品，软包装材料等，具有广阔的应用前景。

A Biodegradable Fiber Material and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种可生物降解纤维材料及其制备方法
本专利技术属于可降解材料
，具体涉及一种可生物降解纤维材料及其制备方法。
技术介绍
生物降解材料是指在真菌、细菌等自然界微生物的呼吸作用或化能合成作用下可以降解的材料。纤维素是世界上蕴藏量最丰富的天然高分子化合物，它是由植物通过光合作用合成的一种聚合物，具有可再生、生物可降解、环境友好、无污染等优点，是工业级可持续材料的主要来源。凤眼蓝是一种浮水草本植物，研究表明其茎部中的纤维素含量丰富，可提取用于制作复合材料。但凤眼蓝被列为世界上最具入侵性的杂草之一，常由于过度繁殖，阻塞水道，影响交通。因此，每年为控制其不良影响要花费大量的人力和物力。因此，将凤眼蓝转化为廉价优质的可生物降解材料，是亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用凤眼蓝为原料的可生物降解纤维材料及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种可生物降解纤维材料的制备方法，包括以下步骤：1)将凤眼蓝从水中捞出，取其茎部，洗净后烘干、粉碎、过筛，得到凤眼蓝粉末；2)将凤眼蓝粉末置于甲醇中浸泡30-40min，然后抽滤去除甲醇，再将凤眼蓝粉末置于乙酰二甲胺中浸泡50-70min，然后抽滤去除乙酰二甲胺，收集经上述处理后的物料A；3)将上述物料A置于碱液中，搅拌均匀，在45-55℃下加热1-2h，然后加入氯乙烷并搅拌均匀，升温至150-180℃，加热10-12h，得到物料B；4)将上述物料B置于铝箔袋中，封口后进行辐照处理；5)对辐照后的物料B喷淋交联剂进行交联处理，得到物料C；6)将物料C置于双螺杆挤压机中进行挤压造粒，得到所述可生物降解纤维材料。进一步的，步骤3)中，所述碱液为浓度70-85％的氢氧化钠溶液。进一步的，步骤3)中，所述物料A、碱液、氯乙烷的重量比为1∶8-10∶3-5。进一步的，步骤4)中，所述辐照处理是采用X射线辐照。所述辐照处理条件为：X射线辐照剂量为8-10kGy/h，X射线频率为800-1000Hz。进一步的，步骤5)中，所述交联剂为浓度5-6％的乙二醛溶液。进一步的，步骤6)中，所述挤压造粒过程中，双螺杆挤压机I区温度为85-95℃、II区温度为95-105℃、III取温度为105-115℃、IV区温度为115-125℃。采用上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，其具有的有益效果为：本专利技术将烘干、粉碎后的凤眼蓝粉末，依次浸泡于甲醇、乙酰二甲胺中，使得凤眼蓝粉末中的纤维素链间的氢键相互作用弱化，然后再将凤眼蓝依次经过碱化、醚化后再经过辐照改性处理，最后挤压造粒制成纤维材料，该材料具有优良的生物降解性，其废弃后很容易被微生物分解成二氧化碳和水，不污染环境。本专利技术方法简便易行、无污染、成本低廉，不仅解决了凤眼蓝的农业处理问题，而且制得的纤维材料具有优良的生物降解性，可作为新型绿色环保材料部分替代塑料，用于制作吸塑制品，软包装材料等，具有广阔的应用前景。具体实施方式实施例1一种可生物降解纤维材料的制备方法，包括以下步骤：1)将凤眼蓝从水中捞出，取其茎部，洗净后烘干、粉碎、过筛，得到凤眼蓝粉末；2)将凤眼蓝粉末置于甲醇中浸泡30min，然后抽滤去除甲醇，再将凤眼蓝粉末置于乙酰二甲胺中浸泡70min，然后抽滤去除乙酰二甲胺，收集经上述处理后的物料A；3)将上述物料A置于浓度70％的氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，在45℃下加热2h，然后加入氯乙烷并搅拌均匀，升温至150℃，加热12h，得到物料B；其中，物料A、碱液、氯乙烷的重量比为1∶8∶3；4)将上述物料B置于铝箔袋中，封口后采用X射线进行辐照处理，X射线辐照剂量为8kGy/h，X射线频率为800Hz；5)对辐照后的物料B喷淋浓度5％的乙二醛溶液进行交联处理，得到物料C；6)将物料C置于双螺杆挤压机中，设置双螺杆挤压机I区温度为85℃、II区温度为95℃、III取温度为105℃、IV区温度为115℃，挤压造粒，得到可生物降解纤维材料。实施例2一种可生物降解纤维材料的制备方法，包括以下步骤：1)将凤眼蓝从水中捞出，取其茎部，洗净后烘干、粉碎、过筛，得到凤眼蓝粉末；2)将凤眼蓝粉末置于甲醇中浸泡40min，然后抽滤去除甲醇，再将凤眼蓝粉末置于乙酰二甲胺中浸泡50min，然后抽滤去除乙酰二甲胺，收集经上述处理后的物料A；3)将上述物料A置于浓度85％的氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，在55℃下加热1h，然后加入氯乙烷并搅拌均匀，升温至180℃，加热10h，得到物料B；其中，物料A、碱液、氯乙烷的重量比为1∶10∶5；4)将上述物料B置于铝箔袋中，封口后采用X射线进行辐照处理，X射线辐照剂量为10kGy/h，X射线频率为1000Hz；5)对辐照后的物料B喷淋浓度6％的乙二醛溶液进行交联处理，得到物料C；6)将物料C置于双螺杆挤压机中，设置双螺杆挤压机I区温度为95℃、II区温度为105℃、III取温度为115℃、IV区温度为125℃，挤压造粒，得到可生物降解纤维材料。实施例3一种可生物降解纤维材料的制备方法，包括以下步骤：1)将凤眼蓝从水中捞出，取其茎部，洗净后烘干、粉碎、过筛，得到凤眼蓝粉末；2)将凤眼蓝粉末置于甲醇中浸泡35min，然后抽滤去除甲醇，再将凤眼蓝粉末置于乙酰二甲胺中浸泡60min，然后抽滤去除乙酰二甲胺，收集经上述处理后的物料A；3)将上述物料A置于浓度75％的氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，在50℃下加热1.5h，然后加入氯乙烷并搅拌均匀，升温至165℃，加热10h，得到物料B；其中，物料A、碱液、氯乙烷的重量比为1∶9∶4；4)将上述物料B置于铝箔袋中，封口后采用X射线进行辐照处理，X射线辐照剂量为10kGy/h，X射线频率为800Hz；5)对辐照后的物料B喷淋浓度5.5％的乙二醛溶液进行交联处理，得到物料C；6)将物料C置于双螺杆挤压机中，设置双螺杆挤压机I区温度为90℃、II区温度为100℃、III取温度为110℃、IV区温度为120℃，挤压造粒，得到可生物降解纤维材料。将实施例1-3制得的可生物降解纤维材料进行生物降解率测试，测试方法依照ISO：14855，测试结果如表1所示。表1可生物降解纤维材料性能测试组别生物降解率(％)实施例182.3％实施例280.9％实施例383.1％由表1可知，本专利技术制得的纤维材料具有优良的生物降解性，可作为新型绿色环保材料部分替代塑料，用于制作吸塑制品，软包装材料等，具有广阔的应用前景。以上所述为本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本专利技术的教导，在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下凡依本专利技术申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本专利技术的涵盖范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可生物降解纤维材料的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：1）将凤眼蓝从水中捞出，取其茎部，洗净后烘干、粉碎、过筛，得到凤眼蓝粉末；2）将凤眼蓝粉末置于甲醇中浸泡30‑40min，然后抽滤去除甲醇，再将凤眼蓝粉末置于乙酰二甲胺中浸泡50‑70min，然后抽滤去除乙酰二甲胺，收集经上述处理后的物料A；3）将上述物料A置于碱液中，搅拌均匀，在45‑55℃下加热1‑2h，然后加入氯乙烷并搅拌均匀，升温至150‑180℃，加热10‑12h，得到物料B；4）将上述物料B置于铝箔袋中，封口后进行辐照处理；5）对辐照后的物料B喷淋交联剂进行交联处理，得到物料C；6）将物料C置于双螺杆挤压机中进行挤压造粒，得到所述可生物降解纤维材料。

【技术特征摘要】
1.一种可生物降解纤维材料的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：1）将凤眼蓝从水中捞出，取其茎部，洗净后烘干、粉碎、过筛，得到凤眼蓝粉末；2）将凤眼蓝粉末置于甲醇中浸泡30-40min，然后抽滤去除甲醇，再将凤眼蓝粉末置于乙酰二甲胺中浸泡50-70min，然后抽滤去除乙酰二甲胺，收集经上述处理后的物料A；3）将上述物料A置于碱液中，搅拌均匀，在45-55℃下加热1-2h，然后加入氯乙烷并搅拌均匀，升温至150-180℃，加热10-12h，得到物料B；4）将上述物料B置于铝箔袋中，封口后进行辐照处理；5）对辐照后的物料B喷淋交联剂进行交联处理，得到物料C；6）将物料C置于双螺杆挤压机中进行挤压造粒，得到所述可生物降解纤维材料。2.根据权利要求1所述的一种可生物降解纤维材料的制备方法，其特征在于：步骤3）中，所述碱液为浓度70-85%的氢氧化钠溶液。3.根据权利要求1所述的一种可...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗春侠，
申请(专利权)人：栗春侠，
类型：发明
国别省市：辽宁,21