一种植物纤维的表面处理工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种植物纤维的表面处理工艺，将干燥后的植物纤维浸于碱液中；将植物纤维从碱液中取出后，使用清水清洗后烘干；烘干的植物纤维在常压下通入氮气、二氧化硫及雾化水的混合气体并加热并保温；将纳米二氧化硅与抗菌剂混合后加入到植物纤维的表面，并保温后，通入氮气置换至室温；在氮气氛围下，使用Co60辐照，产生表面接枝的植物纤维。本技术方案通过碱液处理后的植物纤维，能够有效的去除纤维中的非增强成份半纤维素及果胶等，使纤维溶胀蓬松更易均匀，拉伸强度提高，同时，通过碱处理，纤维中微孔数目增多，向纵深发展，在断裂伸长率降低的同时，通过纳米二氧化硅与纤维表面的氧键结合并嵌入纤维的微孔中，在增强纤维的硬度的同时，减小于纤维的吸水性。

【技术实现步骤摘要】
一种植物纤维的表面处理工艺
本专利技术属于高分子材料
，特别是指一种植物纤维的表面处理工艺。
技术介绍
植物纤维是广泛分布于种子植物中的一种厚壁组织，植物纤维在植物体中主要起机械支持作用。植物纤维是人类使用最早的天然纤维，特别是苎麻和大麻，中国在新石器时代就已经有所利用，植物纤维与人类生活的关系极为密切，除了日常生活必需的纺织用品外，绳索、包装、编织、纸张等均需要植物纤维作原料。在现代以来，随着石油化学工业的发展，一些人工合成的纤维逐渐替代了一些植物纤维的使用，但是，因为石油能源因为一次性能源的存量的减少及在生产过程中，对环境的污染的原因，以及合成纤维在某些方面的性能与天然纤维的差别较大，特别是与日常生活相关的方面，因为天然纤维的自然性及与人体的友好性，并且植物纤维的可再生性，使得植物纤维的使用开始逐渐的增加。为了提高植物纤维的使用范围及更好的使用舒适性，对植物纤维的处理工艺也相应的逐渐发展起来，但是，现阶段，对于植物纤维的应用大多还停留在合成纤维方面，即使用植物纤维与人工纤维混合制备的纤维材料，而对于仅使用植物纤维方面，除了绳索、包装、编织及纸张等方面外，在植物纤维的其它方面的使用还受到限制。植物纤维的使用范围受到限制的主要原因还在于其环境适应性方面，比如单独使用植物纤维时，在高温、高湿环境中，其抗菌能够变差并且吸水量增加等，而导致产品的使用性能降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种植物纤维的表面处理工艺，以解决现有技术单独使用植物纤维时，其抗菌性能不高且吸水量大等问题。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种植物纤维的表面处理工艺，包括以下步骤：1)将植物纤维使用清水清洗并干燥处理；2)将干燥后的植物纤维浸于碱液中1-3小时；3)将植物纤维从碱液中取出后，使用清水清洗后烘干；4)将步骤3)中烘干的植物纤维在常压下通入氮气、二氧化硫及雾化水的混合气体并加热至50℃-80℃并保温0.5-1小时；将纳米二氧化硅与抗菌剂混合后加入到植物纤维的表面，并保温0.5-1小时后，通入氮气置换至室温；5)在氮气氛围下，使用Co60辐照至30-60KGy，产生表面接枝的植物纤维。碱液的体积浓度为15-50％。所述碱液的氢氧化钠溶液。所述混合气体中的二氧化硫含量为0.1-1g/l。所述氮气、所述二氧化硫及所述雾化水的体积比为5∶3∶1。所述纳米二氧化硅与所述抗菌剂的质量比为100∶1-10∶1。所述抗菌剂为季铵盐活性抗菌单体和恶唑烷酮类活性抗菌单体。所述季铵盐活性抗菌单体和恶唑烷酮类活性抗菌单体的质量比为2∶1。所述季铵盐活性抗菌单体为丙烯酰氧乙基-苄基-二甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基-苄基-二甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基-三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基-苄基二乙基氯化铵、丙烯酰氧乙基-三甲基氯化铵或二丙烯酰氧乙基-苄基-甲基氯化铵中的一种或两种以上组合。所述恶唑烷酮类活性抗菌单体为4-甲基丙烯酰氧甲基-4-乙基-1，3-恶唑烷-2-酮、4-丙烯酰氧基甲基-4-乙基-1，3-恶唑烷-2-酮或1-丙烯基-海因中的一种或两种以上组合。本专利技术的有益效果是：本技术方案通过碱液处理后的植物纤维，能够有效的去除纤维中的非增强成份半纤维素及果胶等，使纤维溶胀蓬松更易均匀，拉伸强度提高，同时，通过碱处理，纤维中微孔数目增多，向纵深发展，在断裂伸长率降低的同时，通过纳米二氧化硅与纤维表面的氧键结合并嵌入纤维的微孔中，在增强纤维的硬度的同时，减小于纤维的吸水性。本技术方案通过二氧化硫及雾化水在加热情况下，使得植物纤维表面发生一定的水解反应，提高了植物纤维表面与纳米二氧化硅实现连接的氧键及与抗菌剂连接的化学键。本技术方案将抗菌剂通过纤维表面的化学键连接在植物纤维的表面，使得抗菌剂具有更好的稳定性，最大限度的减少了抗菌剂的分解，提高抗菌性能。具体实施方式以下通过实施例来详细说明本专利技术的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本专利技术的技术方案，而不能解释为是对本专利技术技术方案的限制。本申请提供一种植物纤维的表面处理工艺，包括以下步骤：1)将植物纤维使用清水清洗并干燥处理；在本工序中，清水可以为去离子水、蒸馏水汪、纯净水或普通的通过处理的水即可，在清洗过程中，也可以加入清洗剂，主要的目的是去除植物纤维表面的污染物。本申请中，通过干燥后的植物纤维的含水量低于4％。2)将干燥后的植物纤维浸于碱液中1-3小时；碱液的体积浓度为15-50％，碱液的氢氧化钠溶液；在本申请的其它实施例中，碱液也可以使用氢氧化钾等碱液，在本申请中，植物纤维在碱液中的处理时间最优为3小时。3)将植物纤维从碱液中取出后，使用清水清洗后烘干；此工序中的烘干步骤中植物纤维的含水量也同样要低于4％。4)将步骤3)中烘干的植物纤维在常压下通入氮气、二氧化硫及雾化水的混合气体并加热至50℃-80℃并保温0.5-1小时；混合气体中的二氧化硫含量为0.1-1g/l。所述氮气、所述二氧化硫及所述雾化水的体积比为5∶3∶1。将纳米二氧化硅与抗菌剂混合后加入到植物纤维的表面，并保温0.5-1小时后，通入氮气置换至室温；纳米二氧化硅与抗菌剂的质量比为100∶1-10∶1。抗菌剂为季铵盐活性抗菌单体和恶唑烷酮类活性抗菌单体；季铵盐活性抗菌单体和恶唑烷酮类活性抗菌单体的质量比为2∶1。季铵盐活性抗菌单体为丙烯酰氧乙基-苄基-二甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基-苄基-二甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基-三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基-苄基二乙基氯化铵、丙烯酰氧乙基-三甲基氯化铵或二丙烯酰氧乙基-苄基-甲基氯化铵中的一种或两种以上组合。恶唑烷酮类活性抗菌单体为4-甲基丙烯酰氧甲基-4-乙基-1，3-恶唑烷-2-酮、4-丙烯酰氧基甲基-4-乙基-1，3-恶唑烷-2-酮或1-丙烯基-海因中的一种或两种以上组合。5)在氮气氛围下，使用Co60辐照至30-60KGy，产生表面接枝的植物纤维。在本申请中，因为纳米二氧化硅颗粒小，起到应力集中的作用，当复合体系受到外力冲击时，应力集中点会导致粒子周围纤维发生大的塑性变形而吸收冲击能。实施例1一种植物纤维的表面处理工艺，包括以下步骤：1)将植物纤维使用清水清洗并干燥处理；2)将干燥后的植物纤维浸于浓度为15％的氢氧化钠溶液中3小时；3)将植物纤维从碱液中取出后，使用清水清洗后烘干；4)将步骤3)中烘干的植物纤维在常压下通入氮气、二氧化硫及雾化水的混合气体并加热至50℃并保温1小时；混合气体中的二氧化硫含量为0.1g/l。将纳米二氧化硅、丙烯酰氧乙基-苄基-二甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基-苄基-二甲基氯化铵及4-甲基丙烯酰氧甲基-4-乙基-1，3-恶唑烷-2-酮混合后加入到植物纤维的表面，并保温0.5小时后，通入氮气置换至室温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植物纤维的表面处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：/n1)将植物纤维使用清水清洗并干燥处理；/n2)将干燥后的植物纤维浸于碱液中1-3小时；/n3)将植物纤维从碱液中取出后，使用清水清洗后烘干；/n4)将步骤3)中烘干的植物纤维在常压下通入氮气、二氧化硫及雾化水的混合气体并加热至50℃-80℃并保温0.5-1小时；/n将纳米二氧化硅与抗菌剂混合后加入到植物纤维的表面，并保温0.5-1小时后，通入氮气置换至室温；/n5)在氮气氛围下，使用Co60辐照至30-60KGy，产生表面接枝的植物纤维。/n

【技术特征摘要】
1.一种植物纤维的表面处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)将植物纤维使用清水清洗并干燥处理；
2)将干燥后的植物纤维浸于碱液中1-3小时；
3)将植物纤维从碱液中取出后，使用清水清洗后烘干；
4)将步骤3)中烘干的植物纤维在常压下通入氮气、二氧化硫及雾化水的混合气体并加热至50℃-80℃并保温0.5-1小时；
将纳米二氧化硅与抗菌剂混合后加入到植物纤维的表面，并保温0.5-1小时后，通入氮气置换至室温；
5)在氮气氛围下，使用Co60辐照至30-60KGy，产生表面接枝的植物纤维。


2.根据权利要求1所述的植物纤维的表面处理工艺，其特征在于，碱液的浓度为15-50％。


3.根据权利要求1所述的植物纤维的表面处理工艺，其特征在于，所述碱液的氢氧化钠溶液。


4.根据权利要求1所述的植物纤维的表面处理工艺，其特征在于，所述混合气体中的三氧化硫含量为0.1-1g/L。


5.根据权利要求1所述的植物纤维的表面处理工艺，其特征在于，所述氮气、所述二氧化硫及所述雾化水的体积比为5∶3∶1。

【专利技术属性】
技术研发人员：陈曦，张万玲，
申请(专利权)人：张万玲，
类型：发明
国别省市：河北;13