[发明专利]一种应用香蕉纳米纤维制备薄膜材料的制备方法

说明书

本发明涉及薄膜加工技术领域，特别涉及一种应用香蕉纳米纤维制备薄膜材料的制备方法，该方法包括制备香蕉纤维和制备纳米纤维薄膜材料两个步骤；制备香蕉纤维时，香蕉纤维经过预处理，有效去除了香蕉粗麻中的胶质、木质素、半纤维素，起到除杂、提高纤维含量，为后续制备纳米纤维薄膜提供了良好的原料，本发明的纳米纤维薄膜除了使用香蕉纤维外，还添加了杉木屑、壳聚糖和聚乳酸进行螯合，能提高纳米纤维薄膜材料的耐腐蚀性和抗压能力，同时，本申请使用的香蕉纤维、聚乳酸都是可降解的物质，用于生产纳米纤维薄膜使得薄膜可降解，解决了环境污染的问题。

【技术领域】

本发明涉及薄膜加工技术领域，特别涉及一种应用香蕉纳米纤维制备薄膜材料的制备方法。

【背景技术】

薄膜材料具有强度高、质量轻、抗腐蚀、价格便宜等特点，在人们的生产生活中得到广泛应用。薄膜材料的应用在给人们带来极大方便的同时也带来严重的负面影响，大部分废弃的薄膜材料除了可在特殊条件下降解外，其在自然界环境中的光、生物降解速度非常缓慢，大概需要几百年的时间才可能完全消失，虽然其可通过掩埋、焚烧等方法来处理，但这些方法存在极大的缺陷。大量使用后的废弃塑料无法自动降解，长期残留在自然环境中可造成严重的环境污染，不仅影响生态平衡，同时也威胁着人类的健康。据不完全统计，全球每年生产的薄膜材料超过亿吨，而我国的薄膜材料占了相当大的比例，其中一次性薄膜材料较多。使用后废弃的薄膜材料具有数量大、分布广、难回收等特点，形成白色垃圾，造成严重的环境污染。为了解决这一问题，可降解塑料的研究和开发成为解决白色污染的理想途径，可降解塑料在废弃后能在自然的条件下自动完全分解，对环境的污染很小。塑料的降解过程是指构成塑料的大分子链在光和微生物的作用下被切断而变成小分子的过程，其可分解成CO₂和H₂O，最终消失于自然界中。

目前，也有利用纤维素、淀粉等可降解有机物来生产可降解薄膜材料的先例，但是其仍存在韧性低、抗压能力低，透光率低、透水率低的技术缺陷；我国现如今已成为了香蕉生产大国，香蕉收获后会产生与果实近乎等量的茎秆，而在我国各产区大多直接废弃，不仅造成了蕉园的环境污染，还浪费了大量的植物资源。香蕉纤维广泛存在于假茎韧皮、树叶及果轴中，属于天然纤维素纤维，有天然麻类纤维的优点。如果能有效的将这些纤维素加以利用制备纳米纤维薄膜材料，将能有效提高香蕉废料的利用价值，提高香蕉废料的产品附加值。

由于香蕉废料中含有较多的木质素和胶质，这些杂质会大大影响纤维提取的纯度，如果不能进行很好的脱胶、预处理将会香蕉纤维薄膜品透光性差、透水性差，透氧率差质地不佳，技术缺陷。

【发明内容】

鉴于上述内容，有必要生产一种强度高、薄度佳、透光性好、透水性好，透氧率好的香蕉纳米纤维薄膜，进一步提高香蕉废料的利用领域、利用价值，提高香蕉废料的产品附加值。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种应用香蕉纳米纤维制备薄膜材料的制备方法，所述方法包括制备香蕉纤维和制备纳米纤维薄膜材料：

(一)制备香蕉纤维：

(1)原料预处理：取香蕉皮、叶或茎杆切割成段后再破片撕开成片状，片状厚度为0.5mm-2mm、进行压榨、刮杂、干燥得到粗麻；

(2)脱胶处理：将步骤(1)的粗麻依次通过膨化处理、氧化处理、酸处理、生物酶处理、酶失活处理、脱水、给油、烘干得到粗纤维；

所述膨化处理的处理方法为：将粗麻与质量浓度为2g/L-4g/L的氢氧化钠溶液混合按照固液质量比为1:17-22进行混合，然后迅速加热到95℃-100℃，恒温熬煮20min-30min后，将氢氧化钠溶液排干，将粗麻捞出，放入压力条件为7MPa-8MPa，温度为90℃-95℃的热水中恒温保持10min-15min后再将热水排干，将粗麻放入压力条件为2MPa-3MPa，温度为0℃-5℃的冷水中，恒温保持10min-15min，再经过过滤、晾干，完成膨化处理过程；