[发明专利]一种提高天然纤维材料尺寸稳定性的试剂及其处理方法

说明书

本发明涉及一种提高天然纤维材料尺寸稳定性的试剂及其处理方法，属于天然高分子材料技术领域。所述提高天然纤维材料尺寸稳定性的试剂包括A试剂和B试剂，其中，A试剂由100份水、3～25份植物多酚、0～15份醛类化合物组成；B试剂由100份水、1～30份金属盐、0～20份氨基化合物组成。本发明A试剂中的植物多酚和B试剂中的金属盐，在所述天然纤维材料的细胞内发生原位络合反应，形成“天然纤维‑植物多酚‑金属盐”动态多重牺牲键网络结构，在所述细胞的细胞壁内产生空间位阻，使其在吸湿和解吸过程中减小或不产生膨胀或收缩，从而达到提高天然纤维材料的尺寸稳定性的目的。

技术领域

本发明涉及天然高分子材料技术领域，涉及一种提高天然纤维材料尺寸稳定性的试剂及其处理方法。

背景技术

环境材料已成为新材料领域的一个新的研究方向。在环境材料中，天然纤维材料扮演者越来越重要的角色。高性能天然纤维材料及其复合材料的研究、开发与应用已成为全球研究的热点。究其原因，是因为天然纤维材料具有许多突出的优点，来源丰富、价格低廉、可再生、可降解、高比性能等。但是它们也存在一些缺点：吸湿性高、尺寸稳定性差，质量不稳定等问题。而其根本原因是由于天然纤维材料中纤维素、半纤维素、淀粉、蛋白质等主要组成物质中含有大量的羟基(～OH)、羧基(～COOH)等基团，这些基团具有较强的吸湿性，当纤维中含水率高于周边环境的湿度时，会发生解吸，体积收缩；当纤维中含水率低于周边环境的湿度时，会发生吸湿，体积膨胀，从而导致尺寸不稳定，如：木、竹纤维干缩湿胀导致木、竹材料及制品开裂、变形；棉、麻、毛纤维的干缩湿胀导致纺织制品缩水；天然纤维材料尺寸不稳定严重制约了其应用。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种提高天然纤维材料尺寸稳定性的试剂及其处理方法。所述试剂包括A试剂和B试剂，所述A试剂中的植物多酚和B试剂中的金属盐，在所述天然纤维材料的细胞内发生原位络合反应，形成“天然纤维-植物多酚-金属盐”动态多重牺牲键网络结构，在所述细胞的细胞壁内产生空间位阻，使其在吸湿和解吸过程中减小或不产生膨胀或收缩，从而达到提高尺寸稳定性的目的。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供一种提高天然纤维材料尺寸稳定性的试剂，包括A试剂和B试剂，其中，A试剂由以下质量份组分组成：100份水、3～25份植物多酚、0～15份醛类化合物；B试剂由以下质量份组分组成：100份水、1～30份金属盐、0～20份氨基化合物。

进一步的，所述植物多酚为聚棓酸酯类多酚和/或聚黄烷类多酚；所述棓酸酯类多酚包含至少有一个多元醇和多个酚羧酸，所述多元醇通过酯键与酚羧酸相连接；所述聚黄烷类多酚的分子量为500～3000，聚合物为2～10，单元之间以C～C键相连，分子骨架为C₆·C₃·C₆结构，在两个酚香环(A环、B环)之间以一个三碳链(C～2，C～3，C～4)相连，其中一个碳原子与A环8a位置上的氧原子连接成吡喃环(C环)。

进一步的，所述醛类化合物为乙醛、乙二醛、戊二醛、甲醛的一种或多种混合物。

进一步的，所述金属盐为铁盐、铝盐、铜盐、锌盐的一种或多种。

进一步的，所述氨基化合物为尿素、酰胺、二甲胺、聚醚酰亚胺、聚赖氨酸的一种或多种。

进一步的，所述天然纤维材料包括木材、竹材、木纤维、竹纤维、棉纤维、麻纤维、毛纤维、蚕丝纤维及其原材料和/或制品。

另一方面，本发明提供一种提高天然纤维材料尺寸稳定性的处理方法，包括：

步骤1：准备适量天然纤维材料；

步骤2：把试剂A导入天然纤维材料，得到多酚天然纤维材料；

步骤3：把试剂B导入多酚天然纤维材料，得到多酚金属盐天然纤维材料；