一种竹纤维的制造方法技术

一种竹纤维的制造方法，包括以下步骤：１）碾压：碾压竹片使其破裂，以使竹纤维尽量分散开来；２）浸泡：将竹片投入反应釜中，与适量反应剂相混合，混合时间为１０－９０分钟，以除去竹纤维表面的木质素、多糖、胶质和蛋白质；３）解纤：瞬时降压至标准大气压，以使竹片在反应釜内发生爆破，并解纤形成单纤维的竹片。４）清洗：采用５０℃～１００℃的热水冲洗所述竹纤维至少两次，将竹纤维表面的副产物除去；５）脱水：将清洗后的竹纤维烘干，获得干燥的竹纤维成品。６）切割：将上述竹纤维切割成适合长度的竹纤维。采用物理瞬时降压爆破和化学反应试剂浸泡两种方式，分步对竹片进行处理，瞬时降压爆破也加速化学试剂与竹片的反应进度，以达到快速去除竹片表面的木质素、多糖、胶质等物质的作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种竹材深加工的方法，尤指一种采用物理方法和化学方法制造竹纤 维。
技术介绍
自古以来，竹子一直作为重要的材料制成为工具，家具，建筑用材，农业用材，工艺 品等，人们对其认识很深。竹子生长周期短，其纤维具有良好的生态性，可以100%生物降 解，能产生吸湿，抗菌等效应，已被广泛用于纺织品。另外，竹纤维具有较高的强度，可以取 代玻璃纤维，碳纤维等作为塑料的增强材料。竹子除了含有竹纤维素外还含有大量木质素，多糖，胶质，蛋白质及其他物质。在 用于竹塑复合材料时应部分或全部除去这类物质，以防止过多的非纤维素物质影响复合材 料的特性。如过多的木质素含量会造成纤维发硬。一些营养物质也可能导致竹纤维发霉， 蛀虫等。为了除去竹中的营养物质，原始的方法是将竹子长期浸在水中。随着工业化的要 求，反应需加速。一种加速的物理方法是通过蒸煮除去多糖，蛋白等物质，这类方法的除化 学物质的速度还是较慢不易适用于大规模的快速制造。另一种，更快制取纤维的物理方法 是将竹子置于高温高压的蒸汽中，然后在瞬时降压使竹子爆裂为纤维，这种方法制取的纤 维还是含有较高的浓度的非纤维物质，影响其使用性能。快速制取竹纤维可以采用化学方 法，但一般采用大量化学试剂浸泡软化，分离去木质素，多糖，胶质等，得到竹纤维，化学试 剂加速了反应，使纤维制造过程缩短，但这种方法易造成大量的化学污染，处理废液的成本 较高。现有的物理方法对于非纤维物质，如木质素、多糖、胶质和蛋白质，去除有限。而化学 方法则加工时间长，产生污染大，副产物不易回收。
技术实现思路
本专利技术一种最低限度使用化学试剂，最大程度利用物理效应的快速竹纤维制造方法。本专利技术提供了，其特征在于包括以下步骤步骤1)碾压碾压竹片使其破裂，以使竹纤维尽量分散开来；步骤2)浸泡将竹片投入反应釜中，与适量反应剂相混合，混合时间为10-90分 钟，以除去竹纤维表面的木质素、多糖、胶质和蛋白质，反应剂pH值大于9 ；步骤3)解纤瞬时降压至标准大气压，以使竹片在反应釜内发生爆破，并解纤形 成单纤维的竹片。步骤4)清洗采用50°C 100°C的热水冲洗所述竹片至少两次，冲洗时间为5 30分钟；步骤5)脱水将清洗后的竹片烘干，获得干燥的竹纤维成品。本专利技术中，还可进一步包含以下技术特征在步骤2)中进一步包括步骤21)在常温常压下，将竹片浸泡在反应剂中，浸泡时间为10-60分钟；步骤22)在120°C _160°C，反应温度相应的饱和蒸气压下，竹片继续浸泡在反应剂 中，反应时间为20-30分钟。在步骤2)中，所述反应剂包括碱液、渗透剂、表面活性剂和软件剂中的一种或多 种。所述碱液为氢氧化钙、氢氧化钠和碳酸钠中任选一种或多种。所述碱液的浓度为 10%。与现有技术相比，采用物理瞬时降压爆破和化学反应试剂浸泡两种方式，分步对 竹片进行处理，以达到快速去除竹片表面的木质素、多糖、胶质等物质的作用，一方面，仅采 用少量的化学试剂对竹片进行浸泡预处理，减少了多余废液带来的化学污染；另一方面，在 加热加压的条件下，加速化学试剂与竹片的反应进度，从而缩短了反应时间，大大提高了生 产效率；另外，瞬时降压爆破，也使得竹片瞬时膨化解纤，进一步促进竹片上的副产物和营 养成分的去除。将物理和化学两种方法相结合，相互促进反应，加快反应进程，适合工业化， 所制纤维适合复合材料用，副产物宜于回收。附图说明图1是本专利技术竹纤维的制造方法的流程图；图2是本专利技术竹纤维电镜照片。具体实施例方式本专利技术提供了，其包括以下步骤步骤1)碾压碾压竹片使其破裂，以使竹纤维尽量分散开来；步骤2)浸泡将竹片投入反应釜中，与适量反应剂相混合，混合时间为10-90分 钟，以除去竹纤维表面的木质素、多糖、胶质和蛋白质，反应剂pH值大于9 ；步骤3)解纤瞬时降压至标准大气压，以使竹片在反应釜内发生爆破，并解纤形 成单纤维；在步骤1)中，通过碾压设备将竹片破裂成松散状竹网，使得原竹片的纤维尽量分 散开来，以利后续反应更为均勻；在步骤2)中进一步包括步骤21)将破裂后的竹片投入反应釜中，在常温常压下，将竹片浸泡在反应剂中， 浸泡时间为10-60分钟，使得竹纤维与粘附于其上的木质素、多糖、胶质、蛋白质等物质发 生反应，通过化学的方式实现剥离；步骤22)加热加压，在120°C -160°C，反应温度相应的饱和蒸气压下，竹片继续浸 泡在反应剂中，煮练时间为20-30分钟。在本专利技术中，所述反应剂包括碱液、渗透剂、表面活性剂和软件剂中的一种或多 种。所述碱液为氢氧化钙、氢氧化钠和碳酸钠中任选一种或多种，所述碱液的浓度为 10%。通过采用碱液和其他试剂相混合，在高温高压下，使反应加速，木质素、多糖、胶质、蛋 白质等物质发生粘连弱化，产生分离倾向，加速竹纤维副产品反应剥离。渗透剂应能向纤维 内部渗透，降低表面张力和水油间界面张力，使反应液能较快地扩散进入竹片内部。渗透剂4需耐酸碱、渗透力强的特性。渗透剂一般分为非离子渗透剂和阴离子渗透剂两类，非离子渗 透剂有脂肪醇聚氧乙烯醚，如JFC、JFC-U JFC-2、JFC-E等；阴离子渗透剂的有快速渗透剂 T、耐碱渗透剂0EP-70、耐碱渗透剂AEP、高温渗透剂JFC-M等等。软化剂的作用是使竹片质 地发生软化有利于加工，例如，多聚磷酸钠，亚硫酸钠等。在步骤3)中，进一步包括步骤31)煮练完毕后，打开反应釜的阀门，所述反应釜中的压力在3秒内迅速下降 为标准大气压，以使得竹片纤维膨化，瞬时降压，可使得竹片瞬时膨化解纤，通过物理的方 式分离成单纤维；步骤32)通过离心或压滤的方式将上述溶液和竹纤维相分离。在专利技术的优选实施例中，还可进一步包括步骤4)清洗采用50°C 100°C的热水冲洗所述竹纤维至少两次，冲洗时间为 5 30分钟，水量恰好浸没竹纤维，反复清洗，将竹纤维表面的副产物除去；步骤5)脱水将清洗后的竹纤维离心脱水后烘干，获得干燥的竹纤维成品。当然， 亦可采用风干、晒干等方式除去水分。步骤6)切割将上述竹纤维切割成适合长度的竹纤维。实施例1取约1公斤原竹片，长度约为20cm，宽度约为1cm。将其置于碾压机中碾压数次裂 成网状。然后，将其置于50升的压力反应釜中，向釜中加入200毫升5%的NaOH，并搅拌均 勻。升温加热反应釜并排除釜内的空气，关闭排气阀使温度逐步至140°C，同时压力计显示 压力上升。保温保压15分钟后，2秒内迅速安全地开启排气阀，操作通过遥控，使压力降为 零。收集破裂的纤维与液体，用离心机分离纤维与液体3分钟。将分离的纤维置于沸水中 煮(刚好浸没)煮3分钟，离心分离纤维与液体，重复三次，将液体收集用于提取副产品， 将纤维放在烘箱中在110°C下鼓风烘30分钟。全部过程不到2小时。切割机将纤维切成 0. l_2mm长短的产品用于塑料造粒。图二为纤维的电镜照片。实施例2取约1公斤原竹片，长度约为20cm，宽度约为1cm。将其置于碾压机中碾压数次裂 成网状。然后将其置于50升的压力反应釜中，向釜中加入200毫升2%的NaC03，0. 2%亚 硫酸钠，0. 2%十二烷基苯磺酸钠的混合物，并搅拌均勻。升温加热反应釜并排除釜内的空 气，关闭排气阀使温度逐步至135°C，同时压力计显示压力上升。保温保压20分钟后，2秒 内迅速安全地开启排本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种竹纤维的制造方法，其特征在于包括以下步骤：步骤１）碾压：碾压竹片使其破裂，以使竹纤维尽量分散开来；步骤２）浸泡：将竹片投入反应釜中，与适量反应剂相混合，混合时间为１０－９０分钟，以除去竹纤维表面的木质素、多糖、胶质和蛋白质，反应剂ｐＨ值大于９；步骤３）解纤：瞬时降压至标准大气压，以使竹片在反应釜内发生爆破，并解纤形成单纤维的竹片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张国宾，葛惟峥，
申请(专利权)人：宁波竹源新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]