一种改性棕榈纤维及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种改性棕榈纤维及其制备方法与应用。所述制备方法包括：将棕榈纤维进行碱洗处理，获得碱处理棕榈纤维；其中，所述碱处理棕榈纤维的内部具有孔洞结构；使包含所述碱处理棕榈纤维、甲醇和催化剂的混合反应体系进行酯化反应，制得酯化棕榈纤维；以及，使所述酯化棕榈纤维与碳基导电剂、三正丁基甲基铵双(三氟甲磺酰)亚胺混合反应，制得改性棕榈纤维。本发明专利技术制备的改性棕榈纤维具有很好的抗静电性能，碳基导电剂以及非碳基导电剂与纤维结合良好，可以编织使用或者应用在植物纤维填充复合材料中，棕榈纤维表面电阻最好可达到108Ω*cm，达到抗静电级别，拓宽了棕榈纤维使用场景。景。

【技术实现步骤摘要】
一种改性棕榈纤维及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于生物质加工改性
，具体涉及一种改性棕榈纤维及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]生物质资源由于环保可循环的特点在注重环保的当下备受关注。植物可以通过二氧化碳光合作用将二氧化碳转化为纤维素，木质素，半纤维以及各种营养物质。人类从几千年前就开始使用木头作为建材，将树叶作为衣服，将藤条作为工具所使用。
[0003]棕榈作为一种广泛生长与我国南方以及东南亚的经济作物，有着巨大的产量，它的主要作用是为人类提供棕榈油以及棕榈丝作为日常生活中的原材料。棕榈整个植株中富含棕榈酸，棕榈酸也叫十六烷酸，是一种饱和高级脂肪酸，在榨完油的棕榈渣以及棕榈其他部位的纤维中，棕榈酸含量还能达到8％以上。然而榨完油的棕榈渣以及剥去优质棕榈丝后剩下的其他部分却无法得到有效的应用。
[0004]目前已经有部分技术，将棕榈纤维作为填充物加入复合材料中，增强材料的性能降低成本，如专利CN102674791A中将棕榈纤维加入板材中，专利CN110509630A中将棕榈纤维与聚乳酸组合成无纺布制备席子等，而如何利用棕榈纤维富含棕榈酸这一特性将棕榈纤维功能化改性，赋予其新的价值和性能并未有报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种改性棕榈纤维及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。
[0006]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0007]本专利技术实施例提供了一种改性棕榈纤维的制备方法，其包括：
[0008]将棕榈纤维进行碱洗处理，获得碱处理棕榈纤维；其中，所述碱处理棕榈纤维的内部具有因木质素被碱分解而导致的孔洞结构；
[0009]使包含所述碱处理棕榈纤维、甲醇和催化剂的混合反应体系进行酯化反应，制得酯化棕榈纤维；
[0010]以及，使所述酯化棕榈纤维与碳基导电剂、三正丁基甲基铵双(三氟甲磺酰)亚胺混合反应，制得改性棕榈纤维。
[0011]本专利技术实施例还提供了前述的制备方法制得的改性棕榈纤维，所述改性棕榈纤维的表面电阻在10
10
Ω*cm以下。
[0012]本专利技术实施例还提供了前述的改性棕榈纤维在制备棕榈编制生活用品或植物纤维填充复合材料中的用途。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术制备的改性棕榈纤维具有很好的抗静电性能，碳基导电剂以及非碳基导电剂与纤维结合良好，可以编织使用或者应用在植物纤维填充复合材料中，棕榈纤维表面电阻可达到108Ω*cm，拓宽了棕榈纤维使用场景。
具体实施方式
[0014]鉴于现有技术的缺陷，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案，其主要是通过利用棕榈纤维去除木质素以及杂质形成空隙，利用棕榈内丰富的棕榈酸化学性质进行甲酯化反应，加入碳基导电剂以及三正丁基甲基铵双(三氟甲磺酰)亚胺后均匀结合在棕榈酸甲酯中，去除甲醇降至室温后，棕榈酸甲酯变回固体，紧密结合导电剂，给予棕榈抗静电性能。
[0015]下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0016]具体的，作为本专利技术技术方案的一个方面，其所涉及的一种改性棕榈纤维的制备方法包括：
[0017]将棕榈纤维进行碱洗处理，获得碱处理棕榈纤维；其中，所述碱处理棕榈纤维的内部具有因木质素被碱分解而导致的孔洞结构；
[0018]使包含所述碱处理棕榈纤维、甲醇和催化剂的混合反应体系进行酯化反应，制得酯化棕榈纤维；
[0019]以及，使所述酯化棕榈纤维与碳基导电剂、三正丁基甲基铵双(三氟甲磺酰)亚胺混合反应，制得改性棕榈纤维。
[0020]本专利技术通过碱洗去除了棕榈纤维里面的木质素，使得其内部出现部分疏松的地方，然后甲酯化后碳基导电剂和非碳基导电剂分散进纤维的内部以及附着外面，冷却后棕榈酸甲酯成为固体，可以将导电剂固定在纤维内部以及表面，形成稳定的导电网络结构。
[0021]在一些优选实施方案中，所述制备方法具体包括：将棕榈纤维与碱溶液混合并于60
‑
80℃搅拌处理2～6h，之后水洗、干燥处理，获得所述碱处理棕榈纤维。
[0022]进一步地，所述碱溶液包括氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液，且不限于此。
[0023]进一步地，所述碱溶液的浓度为3
‑
7wt％。
[0024]进一步地，所述水洗处理至少使所获产物的pH值为中性。
[0025]在一些优选实施方案中，所述碱洗处理至少用于除去棕榈纤维中的杂质、小分子色素以及部分木质素，使棕榈纤维内部疏松形成孔洞。
[0026]在一些优选实施方案中，所述制备方法具体包括：使包含所述碱处理棕榈纤维、甲醇和催化剂的混合反应体系于65
‑
70℃搅拌处理2～4h，获得包含酯化棕榈纤维的反应液。
[0027]进一步地，所述反应温度为67℃。
[0028]进一步地，所述甲醇既是溶剂也是反应物，添加足量。
[0029]进一步地，所述催化剂包括磷钨酸铈催化剂，且不限于此。
[0030]进一步地，所述催化剂与碱处理棕榈纤维的质量比为0.5:100
‑
2:100。
[0031]进一步地，所述制备方法具体包括：向所述包含酯化棕榈纤维的反应液中加入碳基导电剂、三正丁基甲基铵双(三氟甲磺酰)亚胺并经超声分散，再经水洗、干燥处理，制得所述改性棕榈纤维。
[0032]更近一步地，所述碳基导电剂与碱处理棕榈纤维的质量比为3:100
‑
5:100。
[0033]更近一步地，所述三正丁基甲基铵双(三氟甲磺酰)亚胺与碱处理棕榈纤维的质量比为1:100
‑
3:100。
[0034]更近一步地，所述超声分散采用的超声频率为10
‑
100kHZ，时间为0.5
‑
4h。
[0035]在一些优选实施方案中，所述棕榈纤维包括经过收割干燥后经过简单剪切破碎的棕榈植株纤维或棕榈榨油后的废渣，且不限于此。
[0036]在一些优选实施方案中，所述碳基导电剂为多壁碳纳米管和/或多壁碳管与导电炭黑的混合物。
[0037]进一步地，所述碳基导电剂中多壁碳纳米管和/或多壁碳管与导电炭黑的质量比为1:1
‑
3:1。
[0038]在一些更为具体的实施方案中，所述改性棕榈纤维的制备方法具体包括：
[0039](1)碱洗：将棕榈纤维放入氢氧化钠水溶液中加热搅拌，除去棕榈纤维中的杂质，小分子色素以及部分木质素使棕榈纤维内部疏松形成孔洞，然后水洗至中性，烘干；
[0040](2)将步骤(1)得到的棕榈纤维放入甲醇中，加入磷钨酸铈催化剂，升温搅拌，将棕榈纤维中的棕榈酸甲酯化；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性棕榈纤维的制备方法，其特征在于包括：将棕榈纤维进行碱洗处理，获得碱处理棕榈纤维；其中，所述碱处理棕榈纤维的内部具有因木质素被碱分解而导致的孔洞结构；使包含所述碱处理棕榈纤维中的棕榈酸、甲醇和催化剂的混合反应体系进行酯化反应，制得酯化棕榈纤维；以及，使所述酯化棕榈纤维与碳基导电剂、三正丁基甲基铵双(三氟甲磺酰)亚胺混合反应，制得改性棕榈纤维。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于具体包括：将棕榈纤维与碱溶液混合并于60
‑
80℃搅拌处理2～6h，之后水洗、干燥处理，获得所述碱处理棕榈纤维。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述碱溶液包括氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液；和/或，所述碱溶液的浓度为3
‑
7wt％；和/或，所述水洗处理至少使所获产物的pH值为中性。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于具体包括：使包含所述碱处理棕榈纤维、甲醇和催化剂的混合反应体系于65
‑
70℃搅拌处理2～4h，获得包含酯化棕榈纤维的反应液。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述催化剂包括磷钨酸铈催化剂；和/或，所述催化剂与碱处理棕榈纤维的质量比为0.5:100
‑
2:100。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄骏成，谢良科，那海宁，朱锦，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：