[发明专利]一种竹单纤维的制备方法

说明书

本发明提供了一种竹单纤维的制备方法，在反应釜中，将原竹纤维和水混合后，通过分阶段程序升温进行热处理，协同控制分阶段的升温速率、保温温度和保温时间，实现原竹纤维软化和竹单纤维预解离，然后快速升温至水热临界状态，以流动的超临界水去冲击原竹纤维，能够破坏纤维缠绕间的范德华力，使纤维间松散分离，使得缠绕的竹单纤维解离和分散，最终获得竹单纤维。且本发明提供的方法，不使用有机溶剂，环保绿色无污染，制备的竹单纤维易与其它材料混合用于新材料增强、增韧，克服了原竹纤维在实际生产中存在的分散性差、铺装难、均匀性差的问题。

技术领域

本发明涉及竹纤维技术领域，尤其涉及一种竹单纤维的制备方法。

背景技术

竹材是一种生长快、分布广、产量高的可再生资源，与木材相比，具有强度高、韧性好、硬度大的特点，是纤维材的理想原料。现阶段竹材利用方式主要为原竹加工及重组竹制品等，对于竹纤维的精深加工利用不多。

现阶段竹材纤维的加工利用主要分为物理和化学两大类。其中，物理加工一般以原竹纤维为主，可用于多层板、纤维板等的膜压材，制取方式多为热磨、蒸爆等工艺，此类工艺制取的原竹纤维为多根竹单纤维缠绕体，导致将原竹纤维作为原料在后续应用过程中存在分散铺装工艺较为繁琐，且很难实现机械自动化。竹材纤维化学加工利用主要通过吗啉类溶剂对竹纤维再造丝，但所用溶剂为易燃有机物存在生产安全性隐患，且化学再造纤维与现在追求的绿色天然等理念不符。因此，亟需一种绿色环保的竹单纤维的制备工艺，以解决原竹纤维在实际生产中存在的分散性差、铺装难、均匀性差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种竹单纤维的制备方法，本发明提供的竹单纤维的制备方法，不使用有机溶剂，环保绿色无污染，制备的竹单纤维可与水制成悬浮液，易与其它材料混合用于新材料增强、增韧，克服了原竹纤维在实际生产中存在的分散性差、铺装难、均匀性差的问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种竹单纤维的制备方法，包括以下步骤：

将原竹纤维和水混合后，进行热处理，得到竹单纤维；

所述热处理采用分阶段程序升温的方式；所述分阶段程序升温的方式为：第一阶段，由室温升温至150～200℃，保温2～6h；第二阶段，由150～200℃按0.5～3℃/min的速率升温至230～330℃，保温1～2h；第三阶段，由230～330℃按4～12℃/min的速率升温至370～405℃，保温7～15min。

优选地，所述热处理的设备为反应釜；所述反应釜的材质为钢。

优选地，所述原竹纤维由过蒸爆和化学法制备得到。

优选地，所述原竹纤维的平均直径≤7mm。

优选地，所述原竹纤维的平均直径≤6mm。

优选地，所述原竹纤维和水的质量比为1：(5～15)。

优选地，所述原竹纤维和水的质量比为1：(7～12)。

优选地，所述第一阶段中，在8～12min内由室温升温至150～200℃。

优选地，所述热处理的分阶段程序升温的方式为：第一阶段，由室温升温至160～190℃，保温2～6h；第二阶段，由160～190℃按1～2℃/min的速率升温至240～320℃，保温1～2h；第三阶段，由240～320℃按5～10℃/min的速率升温至375～400℃，保温7～15min。

优选地，所述热处理反应完成后，还包括：将所述热处理的产物在28～32min以内降温至75℃以下。