[发明专利]一种利用玉米秸秆为原料制备路用木质素纤维的方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种使用玉米秸秆制备沥青路用 木质素纤维的制备方法。

背景技术

沥青马蹄脂碎石混合料(SMA)是近年来在国际上出现的一种新型的沥青混 合料，由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青马蹄脂填充间断级 配的粗集料骨架间隙而成的沥青混合料。纤维作为SMA的重要组成部分，不但具 有吸附沥青的作用，而且能起到加筋及稳定作用，在一定程度上提高了混合料的 高温稳定性。研究结果也表明，纤维对SMA混合料的性能尤其是抗车辙性能有 重要的作用。

路用木质纤维在SMA结构中是不可缺少的稳定剂。目前经常使用的纤维稳定 剂有3种：木质纤维、矿物纤维和聚合物有机纤维。由于矿物纤维不利于劳动保 护和环境保护，聚合物有机纤维的价格昂贵，因此通常采用木质纤维作为SMA的 稳定剂。

木质纤维的制备目前有几种路径：(1)使用木材通过类似制浆的过程，将木 材中的木质素和半纤维素去除，留下纤维素。授权公告号CN102557503的专利， 公开一种用于混凝土的纤维素纤维，其生产方法就是这类生产工艺的代表。世界 上比较著名的木质纤维生产厂家有德国的JRS公司，美国的INTERFIBE公司， FIBERAND公司等，他们利用其国内丰富的木材资源来路用生产木质素纤维并且 占领了高比例的市场份额。但是国内木材缺乏，对于这种生产工艺的广泛采用是 一个重要的限制性因素；(2)为了废物利用，授权公告号为CN101607800的发明 专利公开了一种使用废弃刊物纸和废弃新闻纸为主要原料生产路用木质素纤维 的方法，该生产工艺基本是废纸重新制浆的过程；(3)为了减少环境污染和木材 使用，武汉工业学院的陆海军等人【朗森，陆海军，蔡光华，秸秆纤维路用性能 试验研究.武汉工业学院学报.(2011)30(1)：84-87】研究了使用秸秆作为生 产木质纤维的可行性。

发明内容

【发明目的】通过上述分析，在我国木材严重缺乏的国情下，如果能利用可 再生的废弃物生产木质纤维，显然是最可惜的方法。我国每年有大量的秸秆产生， 尤其是玉米秸秆，产量最大，但是由于其结构组成复杂，组成和性质不均一很难 用于制浆造纸。每年产生的大量秸秆除部分利用外，大量被集中燃烧，产生严重 的环境污染问题，每年的收获季节也成为农民和基层干部的痛苦季，农民不烧秸 秆无法耕种，秸秆禁烧不利，将面临越来越严厉的问责。出现这种局面的关键因 素在于无法给秸秆找到合适的出路。克服玉米秸秆的结构和组成的不均一性，使 其成为生产木质素纤维的主要原料就是本发明的主要目的。

【本发明的构思】套用木材生产木质素纤维的方法来处理秸秆以生产木质素 纤维是可以直接想到的技术方案。虽然也可以得到合格的产品，但是秸秆制浆， 要消耗更多的化学品，产生更多的副产物，在副产物难以回收利用的情况下，秸 秆制浆，收率低，污染重，这也是目前即使在木材缺乏的情况下，也要进口木浆 而不使用秸秆制浆的原因。但实际上秸秆的成分虽然复杂，仍可分为纤维细胞和 杂细胞两大类，秸秆中的杂细胞含量较高，而纤维细胞是造纸的优良原料，杂细 胞却是可以用于酶解生产可发酵糖的好原料。因此，秸秆的利用，关键在于将秸 秆从细胞层次分级利用。