[发明专利]一种竹纤维的制造方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明提供了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。

步骤4)清洗：采用50℃～100℃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。

本发明中，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℃-160℃，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1％～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是本发明竹纤维的制造方法的流程图；

图2是本发明竹纤维电镜照片。

具体实施方式

本发明提供了一种竹纤维的制造方法，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匀；

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；