阅读说明：本技术 一种纤维素溶液的制备方法 (Preparation method of cellulose solution ) 是由 刘传礼 于 2018-06-08 设计创作，主要内容包括：本发明属于纤维素溶剂技术领域,具体涉及一种纤维素溶液的制备方法。制备方法为：将纤维素浆粕溶解于尿素或硫脲、氢氧化钠以及水组成的混合溶液中；其中,所述纤维素溶液中纤维素浆粕的质量百分浓度为6%,所述尿素或硫脲的质量百分含量为10～12%,所述氢氧化钠的质量百分含量为6～8%。本发明提供了一种纤维素溶液的制备方法,选用尿素或硫脲、碱金属氢氧化物以及水组成的混合溶液体系具有较强的溶解能力；提高了纤维素溶液的浓度,可提高纤维素发泡材料成品的拉伸强度和撕裂强度。该纤维素发泡材料生产成本低、环保压力轻、力学性能良好、吸水率高。(The invention belongs to the technical field of cellulose solvents, and particularly relates to a preparation method of a cellulose solution. The preparation method comprises the following steps: dissolving cellulose pulp in a mixed solution of urea or thiourea, sodium hydroxide and water; the cellulose solution comprises 6% of cellulose pulp, 10-12% of urea or thiourea and 6-8% of sodium hydroxide. The invention provides a preparation method of cellulose solution, wherein a mixed solution system consisting of urea or thiourea, alkali metal hydroxide and water has stronger dissolving capacity; the concentration of the cellulose solution is improved, and the tensile strength and the tearing strength of a finished cellulose foam material product can be improved. The cellulose foaming material has low production cost, light environmental protection pressure, good mechanical property and high water absorption rate.)

一种纤维素溶液的制备方法

技术领域

本发明属于纤维素溶剂技术领域，具体涉及一种纤维素溶液的制备方法。

背景技术

纤维素作为地球上含量最大的天然高分子，来源丰富且可再生，产物在废弃后能被自然界中的微生物分解为水、二氧化碳及无机小分子，属于生物可降解材料，且生物相容性好、易衍生化，将成为未来的主要化工原料之一。

人类迄今尚未完全开发出纤维素基产品的所有潜在价值。由于纤维素内部具有高密度的分子内和分子间氢键相互作用，导致其既不能熔融，也难以简单高效、经济环保地溶解于一些常见的溶剂中；而各种传统的纤维素溶剂及溶解方法也大多存在环境污染、工艺复杂、成本高昂及条件苛刻等缺点，这也是目前纤维素远远没有达到充分利用的另一方面原因。比如目前90%以上的再生纤维素制品，如人造纤维或玻璃纸等，仍采用传统粘胶法进行生产。该方法不仅工艺冗长，而且在生产过程中会产生大量废水以及有毒气体，对人体健康造成巨大影响，同时也对环境造成严重污染。随着工业污染的日趋严重以及随之而来的政府管制，对绿色工艺的需求变得越来越突出。而纤维素溶剂，特别是可物理溶解纤维素的非衍生化溶剂，是纤维素进行环保化和高值化开发及利用的关键问题和核心技术，因而开展新型纤维素溶剂体系的研究与开发，实现简单高效、经济环保地溶解纤维素，具有重大的工业价值和社会意义。

植物纤维发泡，该产品在绿色包装、隔温绝热领域有广泛应用。为此，本发明提供了一种纤维素溶液的制备方法，制备出的纤维素溶液用于制备纤维素发泡材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于制备纤维发泡材料的纤维素溶液的制备方法。

实现本发明的目的而采用的技术方案为：一种纤维素溶液的制备方法，制备方法为：将纤维素浆粕溶解于尿素或硫脲、氢氧化钠以及水组成的混合溶液中；其中，所述纤维素溶液中纤维素浆粕的质量百分浓度为6%，所述尿素或硫脲的质量百分含量为10～12%，所述氢氧化钠的质量百分含量为6～8%。

优选地，将纤维素溶液应用在纤维素发泡材料的制备中。

更优选地，应用方法为：向纤维素溶液中加入成孔剂硫酸钠搅拌得混合浆料，将混合浆料倒入模具中进行低温成型；低温成型后放入硫酸和硫酸钠的凝固浴中进行浸渍，浸渍后过滤、水洗、干燥得纤维素发泡材料。

优选地，低温成型时间为72h。

优选地，凝固浴中进行70℃浸渍1h。

优选地，所述成孔剂硫酸钠的用量为纤维素溶液重量的40%。

优选地，所述凝固浴中硫酸的质量百分含量为12%，硫酸钠的浓度为220g/L。

优选地，所述硫酸钠的粒径小于5微米。

本发明的技术优点在于：

本发明提供了一种纤维素溶液的制备方法，选用尿素或硫脲、碱金属氢氧化物以及水组成的混合溶液体系具有较强的溶解能力；能够提高纤维素溶液的浓度，可提高纤维素发泡材料成品的拉伸强度和撕裂强度。该纤维素发泡材料生产成本低、环保压力轻、力学性能良好、吸水率高。

本发明在纤维素发泡材料的制备应用过程中，选择低温成型，有利于Na₂SO₄结晶化合物的形成。本发明加入的Na₂SO₄可利用其与硫酸的同离子效应，抑制氢离子的活性，以防止纤维素过度降解。

本发明采用Na₂SO₄作为纤维素发泡材料的成孔剂，利用该成孔剂制备的纤维素发泡材料为开孔结构。

本发明制备出的纤维素发泡材料断裂伸长率达到2.2%以上、拉伸强度约0.25MPa、撕裂强度约0.2KN.m。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。

实施例1

纤维素溶液的制备：将纤维素浆粕溶解于尿素、氢氧化钠以及水组成的混合水溶液中，得到纤维素溶液；其中，浆粕的质量百分比浓度为6%，尿素的质量百分比浓度为12%，氢氧化钠的质量百分比浓度为6%。

实施例2

纤维素溶液的制备：将纤维素浆粕溶解于硫脲、氢氧化钠以及水组成的混合水溶液中，得到纤维素溶液；其中，浆粕的质量百分比浓度为8%，尿素的质量百分比浓度为10%，氢氧化钠的质量百分比浓度为8%；

实施例3

将实施例1或2中的纤维素溶液应用于制备纤维素发泡材料。

具体制备方法为：

向100g纤维素溶液中加入成孔剂硫酸钠40g（粒径小于5微米）搅拌得混合浆料，将混合浆料倒入模具中进行低温成型72h；低温成型后放入硫酸和硫酸钠的凝固浴中进行70℃高温浸渍1h（凝固浴中硫酸的质量百分含量为12%，硫酸钠的浓度为220g/L），浸渍后过滤、水洗、干燥得纤维素发泡材料。

对实施例3制备的纤维素发泡材料测试其力学性能。

拉伸强度的测定：根据IS01798-1983软微孔聚合物材料—拉伸强度和断裂伸长率的测定方法；

撕裂强度的测定：根据GBl0808—89软质泡沫塑料撕裂性能测定方法。

测试结果：纤维素发泡材料断裂伸长率达到2.2%以上、拉伸强度约0.25MPa、撕裂强度约0.2KN.m。

尽管已经详细描述了本发明的实施方式，但是应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的实施方式做出各种改变、替换和变更。