[发明专利]一种中空生物质纤维/高聚物复合吸音材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种中空生物质纤维/高聚物复合吸音材料的制备方法，属于纤维材料制造领域。本发明以中空生物质纤维素纤维为原料，控制材料的面密度、体积密度，并对原料进行乙酰化改造，形成纳米孔隙，以水溶性的高聚物为粘合剂，使材料具有宏观‑细观‑微观不同尺度的孔隙，在材料中形成复杂的路径通道，对不同频段的声波均有较好的吸声性能。此外，本发明制备得到的吸音材料具有生物可降解，绿色环保，纤维材料的密度低、轻质抑菌性好的优点。

技术领域

本发明涉及一种中空生物质纤维/高聚物复合吸音材料的制备方法，属于纤维材料制造领域。

背景技术

噪音是影响人们工作和生活舒适度的主要环境污染源，噪声污染已经成为继水污染、大气污染之外的又一大重要环境问题。声环境与人们的生产生活息息相关，在生理和心理以及行为习惯等方面都给人类带来极大的影响。噪声不仅扰乱人们的正常生活，妨碍学习和工作，而且还会引起人们生理和心理上的不良反应，造成听力下降、头晕、失眠、精力不集中等问题并可诱发高血压和心脏疾病等，最严重时还会危及生命。随着科技的进步和社会的快速发展，人们对生活、学习、工作所处环境声音的要求越来越高，噪音对人们的影响与危害越来越受到重视。

目前，噪声污染已成为城市居民投诉的主要环境问题。吸声是改善室内音质和控制噪声的重要措施之一。以玻璃纤维、石棉等无机纤维和以聚酯、聚丙烯、聚氨酯等有机合成纤维制备的多孔吸声材料由于易产生固体废弃物，不易降解等缺点，在实际的使用过程中有很大的局限性。而以天然纤维为原料制备的多孔吸声材料，在过去由于纤维来源较少、价格昂贵，没有大面积使用。随着环保意识的不断增强，人们逐渐意识到天然纤维作为可再生资源，可二次利用，材料的生产成本也得以降低，并且其吸声性能优良，使得天然纤维多孔吸声材料重回大众视野，成为吸声材料重要的研究方向之一。

纤维材料与刚性的共振吸声结构相比，具有结构疏松、轻薄、加工性能好等特点，适用于吸声降噪产品的制备。与其他柔性材料相比，纤维基吸声材料能加工成各种形状，而且排列规则、分布均匀。因此，纤维基柔性吸声材料已成为吸声降噪领域的一个研究热点。但是现有的纤维基吸声材料孔隙分布较窄，吸收声音频率范围小。并且现有的纤维材料生物降解性差，给环境造成较大压力。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种具有宏观(微米)-细观(微米)-微观(纳米)不同尺度的孔隙，在材料中形成复杂的路径通道的吸音材料，用于解决现有技术中天然中空纤维利用较少，造成资源浪费，拓宽新型生物质中空材料的应用领域，解决吸声材料的生物可降解性，并兼顾其优良的吸声效果。

本发明的第一个目的是提供一种中空生物质纤维/高聚物复合吸音材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将中空生物质纤维进行酸处理，然后清洗烘干，得到酸处理后的中空生物质纤维；

(2)将步骤(1)得到的酸处理后的中空生物质纤维进行漂白氧化处理，然后洗涤至中性，干燥得到中空生物质纤维中空原纤；

(3)将步骤(2)得到的中空生物质纤维中空原纤溶解在溶剂中进行分散，然后加入催化剂进行乙酰化反应，制备得到纤维浆，将所述纤维浆洗涤至中性，干燥得到中空生物质纤维绒；

(4)将水溶性的高聚物溶解后与步骤(3)得到的中空生物质纤维绒混合，搅拌反应后烘干得到中空生物质纤维/高聚物复合吸音材料。

在本发明的一种实施方式中，在步骤(1)中，所述中空生物质纤维为黄麻、牛角瓜纤维、棕榈纤维、杨絮、或丝瓜络纤维。

在本发明的一种实施方式中，在步骤(3)中，所述溶剂为乙酸、乙酸酐或乙酸和乙酸酐以任意比例混合形成的混合溶液、含有乙酰氯的二甲基甲酰胺或含有乙酰氯的二甲基乙酰胺。

在本发明的一种实施方式中，在步骤(4)中，所述水溶性的高聚物为聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺或聚乙烯吡咯烷酮。