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发明专利:竹材改性,联产纳米碳酸钙
来源:中国粉体技术网    更新时间:2024-09-23 08:34:59    浏览次数:
 
  竹材作为一种可再生的天然资源和环境协调性材料,具备天然的优越性和广阔的开发前景。通过竹材改性,使竹材不仅具备原来的某些特性还提高了其它的一些性能,这对于竹材的利用具备十分重要的意义。
  
  例如,竹材作为人造板的原料进行压板时,需要添加胶黏剂,胶黏剂最主要作用是将两个界面进行胶合,但是由于竹材属于多孔结构,这就导致会有部分的胶黏剂作为填料作用填补竹材孔洞,造成胶黏剂的浪费。
  
  碳酸钙因具有很强的纳米作用,能与很多金属、无机和有机材料产生很强的相互作用,表现出优异的性能。文石型碳酸钙晶须具有增强、增韧性能,可改善塑料制品的力学性能、阻燃性能、耐热性能及加工性能;由于文石型纳米碳酸钙粉末极易以二次粒子的形式出现团聚现象,导致其增强效果明显减弱,而文石型碳酸钙晶须体系中团聚现象较少,分散性良好,因而可充分发挥增强、增韧的作用。同时文石型碳酸钙晶须是一种环保无污染的材料,具有广阔的应用前景。
  
  近日,千年舟新材科技集团股份有限公司发明专利“一种联产文石型纳米碳酸钙的竹材改性方法”获授权,授权公告号为CN116690742B,该发明公开了一种联产文石型纳米碳酸钙的竹材改性方法。
  
  该发明采用的技术方案如下:
  ①用等离子体对竹材进行预处理;
  ②将竹材浸渍在氢氧化钙过饱和溶液中,加热溶液进行蒸煮对竹材渗透软化,使Ca2+充分浸润占位;
  ③蒸煮完成后向溶液中加入晶型控制剂,制备文石型碳酸钙;
  ④保持步骤②中的溶液温度,搅拌溶液过程中通入二氧化碳进行碳化反应,直到溶液pH=7时,取出竹材清洗表面沉淀,干燥后即得到改性竹材;
  ⑤过滤分离取出竹材后剩下的浑浊液体,滤渣即为分离得到的碳酸钙沉淀,将其烘干,即得到木质素改性文石型碳酸钙。
  
  该发明利用等离子体处理使竹材表面形成更多的羟基、酚羟基等活性官能团,提高表面亲水性、润湿性和粘接性,进而增强了竹材与填料的结合强度,同时利用反应活性低的氢氧化钙溶液在温和的条件对竹材进行低温蒸煮处理,既不会破坏竹材纤维结构和强度,同时能在一定程度打开细胞结构,使钙离子深度浸润竹材内部,少量的木质素被溶解,使纤维细胞孔洞增多,比表面增大,再利用竹腔细胞的维管束、导管等为反应场所,利用碳化法及工艺控制在竹材内部生成大量的文石型碳酸钙,充实竹腔细胞,使竹材密实化,负载后的竹材具有无机材料的防霉、耐磨、阻燃属性,同时在竹材改性的过程溶出的木质素也对溶液中的碳酸钙进行改性,生成改性文石型碳酸钙,可供胶黏剂、橡胶、皮革、塑料等领域中广泛使用,可提高无机材料和有机材料的界面相容性。
  
  该方法不仅可以改性竹材同时利用木质素改性文石型碳酸钙,改性文石型碳酸钙在竹材改性过程中可以提升无机材料和有机材料的界面相容性,不仅可以生产改性竹材,同时可以联产木质素原位改性碳酸钙,得到文石型碳酸钙晶须,生产工艺简单,实现了资源的综合利用,具有很高的经济和社会价值,具有良好工业化前景好。
  
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