一种木质纤维素再生改性处理方法技术

本申请涉及木质纤维素再生利用技术领域，具体公开了一种木质纤维素再生改性处理方法

【技术实现步骤摘要】
一种木质纤维素再生改性处理方法、应用


[0001]本申请涉及木质纤维素再生利用
，更具体地说，它涉及一种木质纤维素再生改性处理方法
、
应用
。

技术介绍

[0002]木质纤维素是构成植物细胞的胞间层和细胞壁纤维构造中的主要组分，可以增强植物体的韧性和机械强度，帮助疏导组织水分运输，并且还能在一定程度上抵抗外界环境对植物体的侵害，在植物生长过程中起到重要的作用
。
[0003]随着人类对环境污染和资源危机等问题的认识不断深刻，天然高分子所具有的可再生
、
可降解等性质日益受到重视
。
作为自然界广泛存在的可再生资源，人们对木质纤维素的综合高效利用也有较高的关注度
。
目前，关于木质纤维素的利用研究有很多方向，如制浆造纸
、
农业
、
石油化工
、
混凝土
、
塑料和高分材料等工业
。
[0004]其中，在农业领域，利用木质纤维素的可降解性质，将木质纤维素作为填充材料与合成塑料进行共混后制成地膜，可以获得一定程度的降解性能，减少因地膜材料在土壤中的累积而产生的阻隔影响，降低地膜对土地和环境带来的污染
。
如申请公布号为
CN114806205A
的中国专利公开了一种木质纤维素纤维基薄膜及其制备方法和应用，该薄膜以木质纤维和木质纤维素纳米管为原料制成混合物溶液，然后制基膜并对其进行交联改性制得，该木质纤维基薄膜具有较好的力学性能
。
[0005]上述文件中，采用木质纤维和木质纤维素纳米管为原料，成本较高，而且需要对基膜进行交联剂浸泡处理较长时间
。
若使用常规木质纤维素资源，则会对薄膜的力学性能产生影响，资源利用程度低
。

技术实现思路

[0006]为了进一步提升木质纤维素资源利用程度，获得力学性能较好的木质纤维素再生材料，本申请提供一种木质纤维素再生改性处理方法
、
应用
。
[0007]第一方面，本申请提供一种木质纤维素再生改性处理方法，采用如下的技术方案：
[0008]一种木质纤维素再生改性处理方法，包括如下步骤：
[0009]S1
：取季铵碱溶液
、
氯化铁
、
木质纤维素材料
、
溶剂混合均匀制得基液；
[0010]S2
：以重量份计，取
100
‑
120
份饱和氢氧化镁溶液
、165
‑
180
份丙烯酰胺
、10
‑
20
份饱和磷酸钙溶液
、15
‑
30
份有机胺置于容器内混合均匀制得改性液；
[0011]S3
：将基液
、
改性液按质量比
(15
‑
20):1
混合均匀后经喷丝板喷出，在凝固浴内固化成型
、
洗涤
、
上油
、
干燥即可
。
[0012]进一步的，本申请的木质纤维素再生改性处理方法得到的木质纤维素再生材料为非衍生均相改性木质纤维素材料
。
[0013]通过采用上述技术方案，本申请采用天然木质纤维素材料，如针叶林
、
阔叶林木质纤维素材料，只需要去除木质素纤维素中如树脂酸
、
松香酸等木头内含有的天然树脂成分，
无需经过深加工处理，就可以获得力学性能较好的膜制品，综合成本较低
。
[0014]由于天然木质纤维素材料的结晶度较高，分子内和分子间的氢键作用强，很难被溶解
。
申请人利用季铵碱溶液分子剪切作用和溶剂对木质纤维素的无限溶胀作用，以及氯化铁的促溶作用，从而获得深度溶解状态的基液体系
。
并且，为了提升膜制品的力学性能，先将饱和氢氧化镁溶液
、
丙烯酰胺
、
饱和磷酸钙溶液
、
有机胺置于容器内混合均匀制得改性液，再按照合适的比例将基液与改性液混合后经喷丝板喷出
、
凝固浴成型制得膜制品
。
[0015]在成型过程中，木质纤维素分子链先形成预交联网络结构，此时丙烯酰胺分子均匀分散在预交联网络结构内，接着磷酸钙分子与丙烯酰胺分子之间形成氢键结合，并在预交联网络结构内形成若干锚固晶体位点，同时镁离子会依托于锚固晶体位点进行无机聚合，外延沉积并生长形成“连接臂”骨架结构，这些“连接臂”骨架结构会在进一步的凝固成型过程中与预交联网络结合在一起形成三维结构，从而大幅度提升了膜制品的力学性能
。
[0016]优选的，所述凝固浴包括第一凝固浴和第二凝固浴，所述第一凝固浴主要由如下重量份数的原料制成：乙醇
100
‑
120
份
、
葫芦脲
10
‑
15
份；
[0017]所述第二凝固浴主要由如下重量份数的原料制成：水
150
‑
200
份
、
无机酸
15
‑
40
份
、
有机酸3‑5份
、
十六烷基氯化吡啶
1.5
‑2份
、
三聚磷酸钠1‑2份
、
尿素
0.5
‑1份
。
[0018]通过采用上述技术方案，采用两次凝固成型，首先在第一凝固浴中进行预凝固，利用乙醇和葫芦脲的强吸水性能，让基液和改性液中部分组分以水合离子的形式快速释放至第一凝固浴中，从而形成具有各向异性的预交联网络结构
。
然后，再置于第二凝固浴中进行成型，此时镁离子以锚固晶体位点为中心外延生长，并且进行分子尺度上的固态相变，在木质纤维素再生分子链之间形成“连接臂”三维骨架结构
。
[0019]另外，第二凝固浴中的有机酸组分可以与改性液中的有机胺形成络合，构成动态的分离
‑
结合，从而调整有机胺组分向第二凝固浴中迁移的速度，使磷酸钙分子形成分散均匀的锚固晶体位点
。
然后，基于十六烷基氯化吡啶以及三聚磷酸钠的类“同离子效应”，进一步调整季铵碱分子的扩散速度，最终获得均相
、
稳定的成型结构，使膜制品获得较好的力学性能
。
[0020]优选的，所述步骤
S1
中，基液中木质纤维素材料的质量百分浓度为5‑
12
％
。
[0021]通过采用上述技术方案，木质纤维素材料引入过多时，会造成基液体系粘度增大，溶解稳定性大幅下降，容易形成凝胶块
。
当木质纤维素材料引入过少时，不能形成完善的预交联网络体系，容本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种木质纤维素再生改性处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1
：取季铵碱溶液
、
氯化铁
、
木质纤维素材料
、
溶剂混合均匀制得基液；
S2
：以重量份计，取
100
‑
120
份饱和氢氧化镁溶液
、165
‑
180
份丙烯酰胺
、10
‑
20
份饱和磷酸钙溶液
、15
‑
30
份有机胺置于容器内混合均匀制得改性液；
S3
：将基液
、
改性液按质量比
(15
‑
20):1
混合均匀后经喷丝板喷出，在凝固浴内固化成型
、
洗涤
、
上油
、
干燥即可
。2.
根据权利要求1所述的一种木质纤维素再生改性处理方法，其特征在于，所述凝固浴包括第一凝固浴和第二凝固浴，所述第一凝固浴主要由如下重量份数的原料制成：乙醇
100
‑
120
份
、
葫芦脲
10
‑
15
份；所述第二凝固浴主要由如下重量份数的原料制成：水
150
‑
200
份
、
无机酸
15
‑
40
份
、
有机酸3‑5份
、
十六烷基氯化吡啶
1.5
‑2份
、
三聚磷酸钠1‑2份
、
尿素
0.5
‑1份
。3.
根据权利要求1所述的一种木质纤维素再生改性处理方法，其特征在于，所述步骤
S1
中，基液中木质纤维素材料的质量百分浓度为5‑
12
％
。4.
根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐慧，刘东奇，卫红伟，
申请(专利权)人：徐慧，
类型：发明
国别省市：