一種增強白泥纖維強度的改性方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種增加白泥纖維強度的改性方法，包括以下步驟：1)稱取一定量的聚乙烯醇、水、H2O2及氫氧化鈉，將稱取的聚乙烯醇溶解到水中，加熱攪拌下溶解后，得透明的聚乙烯醇溶液，再向聚乙烯醇溶液加入H2O2，然后再加入氫氧化鈉，充分反應后，得反應物；2)稱取一定量的Al2(SO4)3，將Al2(SO4)3與步驟1)得到的反應物混合均勻，并充分反應后，得混合溶液，然后將混合溶液的pH值調整至6-10，得白泥纖維軟化增強劑；3)稱取一定量的白泥纖維及水，將白泥纖維加入到水中，然后再加入步驟2)得到的無機纖維軟化增強劑，攪拌均勻并浸泡后，得改性后的白泥纖維，本發(fā)明得到的改性后的白泥纖維的強度大，質量優(yōu)良。
【專利說明】一種增強白泥纖維強度的改性方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種纖維的改性方法，具體涉及一種增強白泥纖維強度的改性方法。【背景技術】
[0002]白泥纖維原料成本極低，是制漿造紙廠在堿回收過程中產生的大量苛化白泥，經(jīng)過重熔、纖維化而制成的以無機礦物為基本成分的無機質纖維。白泥纖維不僅可以代替昂貴的植物纖維用于造紙，節(jié)約大量的植物纖維，降低造紙成本，減少制漿造紙的污染問題，同時可使造紙白泥這種固體廢棄物變廢為寶。
[0003]白泥纖維不能細纖維化，另外白泥纖維脆性大，剛性強，纖維短，在制漿過程中經(jīng)打漿、分散，輸送過程中較易斷裂為小段纖維，不僅造成在后續(xù)應用過程中出現(xiàn)小段纖維交織、堵塞設備等現(xiàn)象，同時使用過多將使紙張強度大幅度下降。所以必須選用易成柔性膜的成膜劑涂覆在白泥纖維的表面將其包裹起來，增強其強度。白泥纖維面又不含能相互作用或與植物纖維產生作用的基團，所以需要在白泥纖維表面包覆一種可以連接有機基團的物質，增強其與植物纖維混合造紙的紙張性能。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供了一種增強白泥纖維強度的改性方法，該改性方法可以有效的增強白泥纖維的強度。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明所述的增強白泥纖維強度的改性方法的具體操作步驟包括:
[0006]I)稱取一定量的聚乙烯醇、水、H2O2及氫氧化鈉，將稱取的聚乙烯醇溶解到水中，攪拌均勻后，得透明的聚乙烯醇溶液，再向聚乙烯醇溶液加入H2O2，然后再加入氫氧化鈉，充分反應后,得反應物,其中，聚乙烯醇與水的質量比為1:8-12, H2O2與聚乙烯醇的質量比為1: 100-200，H2O2與氫氧化鈉的質量比為100:3-7 ；
[0007]2)稱取一定量的Al2 (SO4)3，將Al2 (SO4)3與步驟I)得到的反應物混合均勻，并充分反應后，得混合溶液，然后將混合溶液的pH值調整6-10，得無機纖維軟化增強劑，其中，聚乙烯醇與Al2(SO4)3的質量比為1:0.5-1 ；
[0008]3)按比例為150mL:2_5g取水及白泥纖維，將白泥纖維加入到水中，然后再加入步驟2)得到的無機纖維軟化增強劑，攪拌均勻并浸泡后，得改性后的白泥纖維，其中，白泥纖維與無機纖維軟化增強劑的質量比為1:3_5。
[0009]步驟I)中將聚乙烯醇溶液溶解到水中的過程中水的溫度為60_85°C。
[0010]步驟I)中反應的反應溫度為60_85°C，反應時間為2_5h。
[0011]步驟2)中反應的反應溫度為80-100°C，反應時間為20-50min。
[0012]步驟3)的具體操作過程為:
[0013]稱取一定量的白泥纖維、水及十六烷基三甲基溴化銨，將白泥纖維加入到水中，然后再加入步驟2)得到的無機纖維軟化增強劑，攪拌均勻后加入十六烷基三甲基溴化銨，浸泡后，得改性后的白泥纖維，其中，白泥纖維與無機纖維軟化增強劑的質量比為1:
3-5，水與白泥纖維的比例為150mL: 2-5g，水與十六烷基三甲基溴化銨的比例為150mL:
0.75-1.5g0
[0014]步驟3)中浸泡的浸泡時間為30_60min。
[0015]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0016]本發(fā)明所述的增強白泥纖維強度的改性方法在對白泥纖維進行改性的過程中，先通過過氧化氫對聚乙烯醇進行降解，然后再將聚乙烯醇與Al2 (SO4) 3進行反應，聚乙烯醇與鋁離子生成的配合物能夠使無機纖維之間易產生作用，因此，本發(fā)明制得的無機纖維軟化增強劑對白泥纖維處理后，白泥纖維的強度明顯提高，而且經(jīng)過該方法處理的白泥纖維用于造紙時能夠有效的提高紙張性能。
[0017]進一步，本發(fā)明向白泥纖維中加入無機纖維軟化增強劑后，還進一步加入使白泥纖維陽離子化的十六烷基三甲基溴化銨，從而使白泥纖維帶有正電荷，而帶有正電荷的白泥纖維與植物纖維混合造紙，從而明顯的提交白泥纖維制備的紙張的強度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為未改性白泥纖維的SEM圖；
[0019]圖2為經(jīng)本發(fā)明改性后白泥纖維的SEM圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合實施例對`本發(fā)明做進一步詳細描述:
[0021]實施例一
[0022]I)稱取一定量的聚乙烯醇、水、H2O2及氫氧化鈉，將稱取的聚乙烯醇溶解到60°C的水中，攪拌均勻后，得透明的聚乙烯醇溶液，再向聚乙烯醇溶液加入H2O2,然后再加入氫氧化鈉，充分反應后，得反應物，其中，聚乙烯醇與水的質量比為1:12,H2O2與聚乙烯醇的質量比為I:200, H2O2與氫氧化鈉的質量比為100:3 ；
[0023]2)稱取一定量的Al2 (SO4)3，將Al2 (SO4)3與步驟I)得到的反應物混合均勻，并充分反應后，得混合溶液，然后將混合溶液的pH值調整至8，得無機纖維軟化增強劑，其中，聚乙烯醇與Al2(SO4)3的質量比為1:0.5 ;
[0024]3)按比例為150mL:2g取水及白泥纖維，將白泥纖維加入到水中，然后再加入步驟2)得到的無機纖維軟化增強劑，攪拌均勻并浸泡60min后，得改性后的白泥纖維，其中，白泥纖維與無機纖維軟化增強劑的質量比為1:3。
[0025]步驟I)中反應的反應溫度為60°C，反應時間為2h。
[0026]步驟2)中反應的反應溫度為60°C，反應時間為30min。
[0027]步驟3)的具體操作過程為:
[0028]稱取一定量的白泥纖維、水及十六烷基三甲基溴化銨，將白泥纖維加入到水中，然后再加入步驟2)得到的無機纖維軟化增強劑，攪拌均勻后加入十六烷基三甲基溴化銨，浸泡60min后，得改性后的白泥纖維，其中，白泥纖維與無機纖維軟化增強劑的質量比為1:3，水與白泥纖維的比例為150mL:2g，水與十六烷基三甲基溴化銨的比例為150mL:0.75g。
[0029]實施例二[0030]I)稱取一定量的聚乙烯醇、水、H2O2及氫氧化鈉，將稱取的聚乙烯醇溶解到75°C的水中，攪拌均勻后，得透明的聚乙烯醇溶液，再向聚乙烯醇溶液加入H2O2,然后再加入氫氧化鈉，充分反應后，得反應物，其中，聚乙烯醇與水的質量比為1: 11，H2O2與聚乙烯醇的質量比為1:180, H2O2與氫氧化鈉的質量比為100:4 ；
[0031]2)稱取一定量的Al2 (SO4)3，將Al2 (SO4)3與步驟I)得到的反應物混合均勻，并充分反應后，得混合溶液，然后將混合溶液的pH值調整至6，得無機纖維軟化增強劑，其中，聚乙烯醇與Al2 (SO4)3的質量比為1:0.8 ;
[0032]3)按比例為150mL:3g取水及白泥纖維，將白泥纖維加入到水中，然后再加入步驟2)得到的無機纖維軟化增強劑，攪拌均勻并浸泡50min后，得改性后的白泥纖維，其中，白泥纖維與無機纖維軟化增強劑的質量比為1:4。
[0033]步驟I)中反應的反應溫度為70°C，反應時間為2.5h。
[0034]步驟2)中反應的反應溫度為85°C，反應時間為20min。
[0035]步驟3)的具體操作過程為:
[0036]稱取一定量的白泥纖維、水及十六烷基三甲基溴化銨，將白泥纖維加入到水中，然后再加入步驟2)得到的無機纖維軟化增強劑，攪拌均勻后加入十六烷基三甲基溴化銨，浸泡50min后，得改性后的白泥纖維，其中，白泥纖維與無機纖維軟化增強劑的質量比為1:4，水與白泥纖維的比例為 150mL:3g，水與十六烷基三甲基溴化銨的比例為150mL:lg。
[0037]實施例三
[0038]I)稱取一定量的聚乙烯醇、水、H2O2及氫氧化鈉，將稱取的聚乙烯醇溶解到80°C的水中，攪拌均勻后，得透明的聚乙烯醇溶液，再向聚乙烯醇溶液加入H2O2,然后再加入氫氧化鈉，充分反應后，得反應物，其中，聚乙烯醇與水的質量比為1:10,H2O2與聚乙烯醇的質量比為I:150, H2O2與氫氧化鈉的質量比為100:6 ；
[0039]2)稱取一定量的Al2 (SO4)3，將Al2 (SO4)3與步驟I)得到的反應物混合均勻，并充分反應后，得混合溶液，然后將混合溶液的pH值調整至10，得無機纖維軟化增強劑，其中，聚乙烯醇與Al2(SO4)3的質量比為1:0.6 ;
[0040]3)按比例為150mL:4g取水及白泥纖維，將白泥纖維加入到水中，然后再加入步驟2)得到的無機纖維軟化增強劑，攪拌均勻并浸泡40min后，得改性后的白泥纖維，其中，白泥纖維與無機纖維軟化增強劑的質量比為1:5。
[0041]步驟I)中反應的反應溫度為40°C,反應時間為4h。
[0042]步驟2)中反應的反應溫度為90°C，反應時間為50min。
[0043]步驟3)的具體操作過程為:
[0044]稱取一定量的白泥纖維、水及十六烷基三甲基溴化銨，將白泥纖維加入到水中，然后再加入步驟2)得到的無機纖維軟化增強劑，攪拌均勻后加入十六烷基三甲基溴化銨，浸泡40min后，得改性后的白泥纖維，其中，白泥纖維與無機纖維軟化增強劑的質量比為1:5，水與白泥纖維的比例為150mL:4g，水與十六烷基三甲基溴化銨的比例為150mL:1.2g。
[0045]實施例四
[0046]I)稱取一定量的聚乙烯醇、水、H2O2及氫氧化鈉，將稱取的聚乙烯醇溶解到85°C的水中，攪拌均勻后，得透明的聚乙烯醇溶液，再向聚乙烯醇溶液加入H2O2,然后再加入氫氧化鈉，充分反應后，得反應物，其中，聚乙烯醇與水的質量比為1:8, H2O2與聚乙烯醇的質量比為I:100, H2O2與氫氧化鈉的質量比為100:7 ；
[0047]2)稱取一定量的Al2 (SO4)3，將Al2 (SO4)3與步驟I)得到的反應物混合均勻，并充分反應后，得混合溶液，然后將混合溶液的pH值調整至9，得無機纖維軟化增強劑，其中，聚乙烯醇與Al2 (SO4)3的質量比為1:1 ;
[0048]3)按比例為150mL:5g取水及白泥纖維，將白泥纖維加入到水中，然后再加入步驟
2)得到的無機纖維軟化增強劑，攪拌均勻并浸泡30min后，得改性后的白泥纖維，其中，白泥纖維與無機纖維軟化增強劑的質量比為1:4。
[0049]步驟I)中反應的反應溫度為50°C，反應時間為5h。
[0050]步驟2)中反應的反應溫度為100°C，反應時間為40min。
[0051]步驟3)的具體操作過程為:[0052]稱取一定量的白泥纖維、水及十六烷基三甲基溴化銨，將白泥纖維加入到水中，然后再加入步驟2)得到的無機纖維軟化增強劑，攪拌均勻后加入十六烷基三甲基溴化銨，浸泡30min后，得改性后的白泥纖維，其中，白泥纖維與無機纖維軟化增強劑的質量比為1:4，水與白泥纖維的比例為150mL:5g，水與十六烷基三甲基溴化銨的比例為150mL:1.5g。
[0053]參考圖1及圖2，通過SEM對未經(jīng)改性白泥纖維和經(jīng)該方法改性的白泥纖維進行了觀察，未經(jīng)改性白泥纖維明顯呈直型圓柱狀，不易彎曲。改性后白泥纖維表面包覆改性劑，使纖維變得柔軟，彎曲不易斷裂。將白泥纖維與植物纖維混合進行抄片實驗，纖維加入量為40%，改性前白泥纖維紙片的抗張強度為30.1N，改性后的白泥纖維紙片的抗張強度為49.4N。實驗結果表明，改性后的白泥纖維強度明顯增加。
【權利要求】
1.一種增強白泥纖維強度的改性方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)稱取一定量的聚乙烯醇、水、H2O2及氫氧化鈉，將稱取的聚乙烯醇溶解到水中，攪拌均勻后，得透明的聚乙烯醇溶液，再向聚乙烯醇溶液加入H2O2，然后再加入氫氧化鈉，充分反應后，得反應物，其中，聚乙烯醇與水的質量比為1:8-12, H2O2與聚乙烯醇的質量比為1:100-200，H2O2與氫氧化鈉的質量比為100:3-7 ； 2)稱取一定量的Al2(SO4) 3，將Al2 (SO4) 3與步驟I)得到的反應物混合均勻，并充分反應后，得混合溶液，然后將混合溶液的PH值調整至6-10，得無機纖維軟化增強劑，其中，聚乙烯醇與Al2(SO4)3的質量比為1:0.5-1 ； 3)按比例為150mL:2-5g取水及白泥纖維，將白泥纖維加入到水中，然后再加入步驟2)得到的無機纖維軟化增強劑，攪拌均勻并浸泡后，得改性后的白泥纖維，其中，白泥纖維與無機纖維軟化增強劑的質量比為1:3_5。
2.根據(jù)權利要求1所述的增強白泥纖維強度的改性方法，其特征在于，步驟I)中將聚乙烯醇溶液溶解到水中的過程中水的溫度為60-85°C。
3.根據(jù)權利要求1所述的增強白泥纖維強度的改性方法，其特征在于，步驟I)中反應的反應溫度為60-85°C，反應時間為2-5h。
4.根據(jù)權利要求1所述的增強白泥纖維強度的改性方法，其特征在于，步驟2)中反應的反應溫度為80-100°C，反應時間為20-50min。
5.根據(jù)權利要求1所述的增強白泥纖維強度的改性方法，其特征在于，步驟3)的具體操作過程為: 稱取一定量的白泥纖維、水及十六烷基三甲基溴化銨，將白泥纖維加入到水中，然后再加入步驟2)得到的無機纖維軟化增強劑，攪拌均勻后加入十六烷基三甲基溴化銨，浸泡后，得改性后的白泥纖維，其中，白泥纖維與無機纖維軟化增強劑的質量比為1:3-5，水與白泥纖維的比例為150mL:2-5g，水與十六烷基三甲基溴化銨的比例為150mL:0.75-1.5g。
6.根據(jù)權利要求1或5所述的增強白泥纖維強度的改性方法，其特征在于，步驟3)中浸泡的浸泡時間為30-60min。
【文檔編號】D21H17/69GK103601373SQ201310563777
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月12日 優(yōu)先權日:2013年11月12日
【發(fā)明者】蘇秀霞, 王楠, 張海寧, 張云, 董偉, 周麗, 曹鵬妮, 郭明媛 申請人:陜西科技大學