專利名稱：用秸稈制備高氣密性抗菌增強膜的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用秸桿制備高氣密性抗菌增強膜的方法。
背景技術：
我國秸桿循環(huán)再利用的途徑與方法是多年來備受關注的一大技術課題。據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界每年可產(chǎn)生近20億t的秸桿，我國各種農(nóng)作物秸桿年產(chǎn)量約6. 4億t，且隨著農(nóng)作物單產(chǎn)的提高，秸桿產(chǎn)量也隨之提高。除少數(shù)秸桿被作為牲畜飼料、農(nóng)家肥和農(nóng)村燃料夕卜，大多數(shù)秸桿被堆放甚至直接焚燒，不僅浪費了大量生物資源，也嚴重污染了環(huán)境。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種用秸桿制備高氣密性抗菌增強膜的方法，該方法制備·的高氣密性抗菌增強膜具有高強度、高氣密性、高透濕性的特點。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是，用秸桿制備高氣密性抗菌增強膜的方法，其特征在于它包括如下步驟(I)制備秸桿溶液將稻桿洗凈切碎成4 6 mm長的短莖，在I. 2-1. 5MPa的壓力，60_90s條件下,通過蒸汽爆碎(采用蒸汽爆碎裝置，或稱蒸汽爆碎設備)處理，得到爆碎產(chǎn)物；將上述爆碎產(chǎn)物用雙氧水漂洗，使其色澤一致后再烘干粉碎至能通過60目篩子，得到秸桿粉，待用；取離子液體加熱至其完全融化，加入秸桿粉末混合，100°C恒溫攪拌2-3小時，直至溶液變?yōu)橥该鳡睿玫浇諚U液；所述的秸桿液(或稱離子液秸桿溶液)中秸桿粉末的質量百分濃度為3%-10% ；在制得的秸桿液中添加無機銀納米銀抗菌粉[如無機銀納米銀抗菌粉JDGKP-003，晉大納米科技(廈門)有限公司]，分散攪拌均勻，得到秸桿溶液；其中無機銀納米銀抗菌粉的添加量為秸桿液質量的1% ；(2)高氣密性抗菌增強膜的制備取纖維素制品平整地固定在玻璃板上(保證其有一定張力)，在100°C烘箱中加熱1-2小時除去水分；從烘箱中迅速取出纖維素制品，將步驟(I)中得到的秸桿溶液均勻涂在纖維素制品的上面，秸桿溶液的涂量為200 — 300g/mm2 ;冷卻后用水浸泡2_3小時，并反復洗滌至離子液體完全析出，取出膜和纖維素制品復合材料，晾干，得到高氣密性抗菌增強膜。所述秸桿可以是稻、麥、玉米或高粱等農(nóng)作物的莖桿(即秸桿為稻草秸桿、麥草秸桿、玉米秸桿、高粱秸桿中的任意一種或二種以上的混合，二種以上混合時為任意配比)。所述雙氧水漂洗，漂洗所用雙氧水中H2O2的質量分數(shù)為1%_2%。所述的離子液體為氯化I- 丁基-3-甲基咪唑([bmim]Cl)。所述纖維素制品為脫脂棉、麻制品或粘膠纖維織物等纖維素制品。
所述無機銀納米銀抗菌粉是指可對肺炎克雷伯氏菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球桿菌、白色念珠菌等各種致病菌進行高效廣譜的抑制與殺滅超微細粉末。為增強本發(fā)明效果，在制得的秸桿溶液中可添加甘油，提高增強膜的柔軟性，甘油的加入量為稻桿溶液質量的1%-3%。本發(fā)明的有益效果是(I)采用秸桿制膜，原料廉價易得，生產(chǎn)工藝優(yōu)化，不僅避免了廢棄資源的浪費和其對環(huán)境的污染，也滿足了生產(chǎn)和生活需要。(2)采用離子溶液(離子液體)做溶解劑，工藝流程簡單，溶解時間短，且不需要外加催化劑，溶劑回收再利用，對環(huán)境和生物幾乎沒有污染性。(3)本發(fā)明制得的增強膜，具有高氣密性，強透濕性，且與纖維素纖維制品復合后， 獲得較大強度，不易破損，具有較好的機械性能，可作為醫(yī)療上隔離抗菌材料。


圖I是本發(fā)明實施例I的稻草秸桿爆碎后的圖。圖2是本發(fā)明實施例I的秸桿粉圖。圖3是本發(fā)明實施例I的稻草秸桿溶液圖。圖4是本發(fā)明實施例I的稻草秸桿液制備的氣密性膜圖。圖5是本發(fā)明實施例I的高氣密性抗菌增強膜圖。圖6是本發(fā)明實施例I的電鏡下的增強膜放大45倍的圖。
圖7是本發(fā)明實施例I的電鏡下的增強膜放大100倍的圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明，應理解，這些實例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作工作改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。實施例I:用秸桿制備高氣密性抗菌增強膜的方法，它包括如下步驟(I)制備秸桿溶液將稻桿(稻桿為稻草稻桿)洗凈切碎成4 6 mm長的短莖，在I. 3MPa的壓力，80s條件下，通過蒸汽爆碎(采用蒸汽爆碎裝置，或稱蒸汽爆碎設備)處理，得到爆碎產(chǎn)物；將上述爆碎產(chǎn)物用雙氧水漂洗，使其色澤一致后再烘干粉碎至能通過60目篩子，得到秸桿粉，待用；取離子液體加熱至其完全融化，加入秸桿粉末混合，100°C恒溫攪拌2-3小時，直至溶液變?yōu)橥该鳡睿玫浇諚U液；所述的秸桿液(離子液秸桿溶液)中秸桿粉末的質量百分濃度為10%。在制得的秸桿液中添加無機銀納米銀抗菌粉[如無機銀納米銀抗菌粉JDGKP-003，晉大納米科技(廈門)有限公司]，分散攪拌均勻，得到秸桿溶液；其中無機銀納米銀抗菌粉的添加量為秸桿液質量的1% ；
在制得的秸桿溶液中添加甘油，甘油的加入量為秸桿溶液質量的1%。所述雙氧水漂洗，漂洗所用雙氧水H2O2的質量分數(shù)為1%_2%。所述的離子液體為氯化I- 丁基-3-甲基咪唑([bmim] Cl)。(2)高氣密性抗菌增強膜的制備取平整的脫脂后的純棉紗布(即脫脂棉，纖維素制品)平整地固定在玻璃板上(保證其有一定張力)，在100°c烘箱中加熱I小時除去水分；從烘箱中迅速取出纖維素制品，將步驟(I)中得到的秸桿溶液均勻涂在纖維素制品的上面，稻桿溶液的涂量為255g/mm2 ;冷卻后用水浸泡2_3小時,并反復洗漆至離子液體完全析出，取出膜和纖維素制品復合材料，晾干，得到高氣密性抗菌增強膜。圖I為稻草秸桿爆碎后的圖。蒸汽爆碎處理能很好的降解稻草中的半纖維素，降低其結晶度，便于秸桿溶解，圖中顯示爆碎后的稻草的形態(tài)與原稻草的形態(tài)相似，呈絲狀，顏色加深，呈棕黃色。圖2是本發(fā)明實施例I的秸桿粉圖。圖3為稻草秸桿溶液圖，圖中顯示稻草很好的溶解在離子液中，溶液呈淡黃色透明狀，較粘稠。圖4為稻草秸桿液制備的氣密性膜(即高氣密性抗菌增強膜)圖。圖中顯示此氣密性膜無色透明，為無界面膜，體現(xiàn)其高氣密性。
圖5、圖6、圖7為制得的高氣密性增強膜放大不同倍數(shù)圖。三張圖分別從宏觀到微觀角度，顯示出此增強膜為無界面膜，與纖維素制品完全復合。測得此膜透氣率為8. 65L/m2 *s，透濕性為1240g/m2 *24h,拉伸強度為569MPa。說明該方法制備的高氣密性抗菌增強膜具有高強度、高氣密性、高透濕性的特點。實施例2 用秸桿制備高氣密性抗菌增強膜的方法，它包括如下步驟(I)制備秸桿溶液將麥草稻桿洗凈切碎成4 6 mm長的短莖,在I. 2MPa的壓力，60s條件下,通過蒸汽爆碎(采用蒸汽爆碎裝置，或稱蒸汽爆碎設備)處理，得到爆碎產(chǎn)物；將上述爆碎產(chǎn)物用雙氧水漂洗，使其色澤一致后再烘干粉碎至能通過60目篩子，得到秸桿粉，待用；取離子液體[氯化I-丁基-3-甲基咪唑([bmim] Cl)]加熱至其完全融化，加入秸桿粉末混合，100°c恒溫攪拌2-3小時，直至溶液變?yōu)橥该鳡睿玫浇諚U液；所述的秸桿液(離子液秸桿溶液)中秸桿粉末的質量百分濃度為8%。在制得的秸桿液中添加無機銀納米銀抗菌粉(如無機銀納米銀抗菌粉JDGKP-003，晉大納米科技(廈門)有限公司)，分散攪拌均勻，得到秸桿溶液；其中無機銀納米銀抗菌粉的添加量為稻桿液質量的1% ;(2)高氣密性抗菌增強膜的制備取平整的脫脂后純棉紗布(纖維素制品)平整地固定在玻璃板上(保證其有一定張力)，在100°c烘箱中加熱1-2小時除去水分；·
從烘箱中迅速取出纖維素制品，用玻璃棒將步驟(I)中得到的秸桿溶液均勻涂在纖維素制品的上面，涂2次，秸桿溶液的涂量為254g/mm2;冷卻后用水浸泡2-3小時，并反復洗滌至離子液體完全析出，取出膜和纖維素制品復合材料，晾干，得到高氣密性抗菌增強膜。測得此高氣密性抗菌增強膜的透氣率為8. 35L/m2 · s，透濕性為1470g/m2 · 24h，拉伸強度為554MPa。說明該方法制備的高氣密性抗菌增強膜具有高強度、高氣密性、高透濕性的特點。實施例3 用秸桿制備高氣密性抗菌增強膜的方法，它包 括如下步驟(I)制備秸桿溶液將玉米稻桿洗凈切碎成4 6 mm長的短莖，在I. 5MPa的壓力，90s條件下,通過蒸汽爆碎(采用蒸汽爆碎裝置，或稱蒸汽爆碎設備)處理，得到爆碎產(chǎn)物；將上述爆碎產(chǎn)物用雙氧水漂洗，使其色澤一致后再烘干粉碎至能通過60目篩子，得到秸桿粉，待用；取離子液體加熱至其完全融化，加入秸桿粉末混合，100°C恒溫攪拌2-3小時，直至溶液變?yōu)橥该鳡睿玫浇諚U液；所述的秸桿液(離子液秸桿溶液)中秸桿粉末的質量百分濃度為6%。在制得的秸桿液中添加無機銀納米銀抗菌粉(如無機銀納米銀抗菌粉JDGKP-003，晉大納米科技(廈門)有限公司)，分散攪拌均勻，得到秸桿溶液；其中無機銀納米銀抗菌粉的添加量為稻桿液質量的1% ;所述的離子液體為氯化I- 丁基-3-甲基咪唑([bmim] Cl)。(2)高氣密性抗菌增強膜的制備取平整的脫脂后的純棉水刺非織造布(纖維素制品)平整地固定在玻璃板上，在100°C烘箱中加熱1-2小時除去水分；從烘箱中迅速取出纖維素制品，用玻璃棒把步驟(I)中得到的秸桿溶液均勻涂在纖維素制品的上面，秸桿溶液的涂量為276g/mm2 ;冷卻后用水浸泡2_3小時，并反復洗滌至離子液體完全析出，取出膜和纖維素制品復合材料，晾干，得到高氣密性抗菌增強膜。測得此膜透氣率為9. 43L/m2 *s，透濕性為1560g/m2 *24h,拉伸強度為464MPa。說明該方法制備的高氣密性抗菌增強膜具有高強度、高氣密性、高透濕性的特點。實施例4:用秸桿制備高氣密性抗菌增強膜的方法，它包括如下步驟(I)制備秸桿溶液將麥草稻桿洗凈切碎成4 6 mm長的短莖，在I. 5MPa的壓力，90s條件下,通過蒸汽爆碎(采用蒸汽爆碎裝置，或稱蒸汽爆碎設備)處理，得到爆碎產(chǎn)物；將上述爆碎產(chǎn)物用雙氧水漂洗，使其色澤一致后再烘干粉碎至能通過60目篩子，得到秸桿粉，待用；取離子液體加熱至其完全融化，加入秸桿粉末混合，100°C恒溫攪拌2-3小時，直至溶液變?yōu)橥该鳡睿玫浇諚U液；所述的秸桿液(離子液秸桿溶液)中秸桿粉末的質量百分濃度為10%。在制得的秸桿液中添加無機銀納米銀抗菌粉(如無機銀納米銀抗菌粉JDGKP-003，晉大納米科技(廈門)有限公司)，分散攪拌均勻，得到秸桿溶液；其中無機銀納米銀抗菌粉的添加量為稻桿液質量的1% ;所述的離子液體為氯化I- 丁基-3-甲基咪唑([bmim] Cl)。(2)高氣密性抗菌增強膜的制備取平整的脫脂后的粘膠纖維織物(即纖維素制品)平整地固定在玻璃板上，在100°C烘箱中加熱1-2小時除去水分；從烘箱中迅速取出纖維素制品，將步驟(I)中得到的秸桿溶液均勻涂在纖維素制品的上面，稻桿溶液的涂量為255g/mm2 ;冷卻后用水浸泡2_3小時,并反復洗漆至離子液體完全析出，取出膜和纖維素制品復合材料，晾干，得到高氣密性抗菌增強膜。測得此膜透氣率為8. 95L/m2 ·8，透濕性為1870g/m2 *24h，拉伸強度為311MPa。說明該方法制備的高氣密性抗菌增強膜具有高強度、高氣密性、高透濕性的特點。 實施例5 用秸桿制備高氣密性抗菌增強膜的方法，它包括如下步驟(I)制備秸桿溶液將高粱秸桿洗凈切碎成4 6 mm長的短莖，在I. 2MPa的壓力，90s條件下，通過蒸汽爆碎(采用蒸汽爆碎裝置，或稱蒸汽爆碎設備)處理，得到爆碎產(chǎn)物；將上述爆碎產(chǎn)物用雙氧水漂洗，使其色澤一致后再烘干粉碎至能通過60目篩子，得到秸桿粉，待用；取離子液體[氯化I-丁基-3-甲基咪唑([bmim] Cl)]加熱至其完全融化，加入秸桿粉末混合，100°c恒溫攪拌2-3小時，直至溶液變?yōu)橥该鳡睿玫浇諚U液；所述的秸桿液(離子液秸桿溶液)中秸桿粉末的質量百分濃度為10%。在制得的秸桿液中添加無機銀納米銀抗菌粉(如無機銀納米銀抗菌粉JDGKP-003，晉大納米科技(廈門)有限公司)，分散攪拌均勻，得到秸桿溶液；其中無機銀納米銀抗菌粉的添加量為稻桿液質量的1% ;(2)高氣密性抗菌增強膜的制備取麻制品(纖維素制品)平整地固定在玻璃板上，保證其有一定張力，在100°C烘箱中加熱1-2小時除去水分；從烘箱中迅速取出纖維素制品，將步驟(I)中得到的秸桿溶液均勻涂在纖維素制品的上面，稻桿溶液的涂量為256g/mm2 ;冷卻后用水浸泡2_3小時,并反復洗漆至離子液體完全析出，取出膜和纖維素制品復合材料，晾干，得到高氣密性抗菌增強膜。測得此膜透氣率為9. 65L/m2 *s，透濕性為1740g/m2 *24h,拉伸強度為364MPa。說明該方法制備的高氣密性抗菌增強膜具有高強度、高氣密性、高透濕性的特點。實施例6 與實施例I基本相同，不同之處在于稻桿為稻草稻桿和麥草稻桿，二者的質量各占 1/2。測得此膜透氣率為8. 62L/m2 *s，透濕性為1130g/m2 *24h,拉伸強度為432MPa。說明該方法制備的高氣密性抗菌增強膜具有高強度、高氣密性、高透濕性的特點。實施例7 與實施例I基本相同，不同之處在于秸桿為稻草秸桿、麥草秸桿、玉米秸桿和高粱秸桿，四者的質量各占1/4。
測得此膜透氣率為8. llL/m2 ·8，透濕性為1240g/m2 *24h,拉伸強度為423MPa。說明該方法制備的高氣密性抗菌增強膜具有高強度、高氣密性、高透濕性的特點。實施例8:與實施例I基本相同，不同之處在于在制得的秸桿溶液中可添加甘油，甘油的加入量為稻桿溶液質量的3%。測得此膜透氣率為8. 61L/m2 *s，透濕性為1540g/m2 *24h，拉伸強度為349MPa。說明該方法制備的高氣密性抗菌增強膜具有高強度、高氣密性、高透濕性的特點。實施例9:與實施例I基本相同，不同之處在于所述的秸桿液(離子液秸桿溶液)中秸桿粉 末的質量百分濃度為3%。測得此膜透氣率為8. 44L/m2 *s，透濕性為1132g/m2 *24h，拉伸強度為321MPa。說明該方法制備的高氣密性抗菌增強膜具有高強度、高氣密性、高透濕性的特點。實施例10 與實施例I基本相同，不同之處在于所述的秸桿液涂量為200g/mm2，測得此膜透氣率為7. 95L/m2 · s，透濕性為1142g/m2 · 24h，拉伸強度為439MPa。說明該方法制備的高氣密性抗菌增強膜具有高強度、高氣密性、高透濕性的特點。實施例11 與實施例I基本相同，不同之處在于所述的秸桿液涂量為300g/mm2，測得此膜透氣率為9. 35L/m2 · s，透濕性為1540g/m2 · 24h，拉伸強度為598MPa。說明該方法制備的高氣密性抗菌增強膜具有高強度、高氣密性、高透濕性的特點。
權利要求
1.用秸桿制備高氣密性抗菌增強膜的方法，其特征在于它包括如下步驟 (I)制備秸桿溶液 將稻桿洗凈切碎成4 6 mm長的短莖，在I. 2-1. 5MPa的壓力,60_90s條件下,通過蒸汽爆碎處理，得到爆碎產(chǎn)物； 將上述爆碎產(chǎn)物用雙氧水漂洗，使其色澤一致后再烘干粉碎至能通過60目篩子，得到秸桿粉，待用； 取離子液體加熱至其完全融化，加入秸桿粉末混合，100°C恒溫攪拌2-3小時，直至溶液變?yōu)橥该鳡睿玫浇諚U液；所述的秸桿液中秸桿粉末的質量百分濃度為3%-10% ； 在制得的秸桿液中添加無機銀納米銀抗菌粉，分散攪拌均勻，得到秸桿溶液；其中無機銀納米銀抗菌粉的添加量為秸桿液質量的1% ; (2)高氣密性抗菌增強膜的制備 取纖維素制品平整地固定在玻璃板上，在100°C烘箱中加熱1-2小時除去水分； 從烘箱中取出纖維素制品，將步驟(I)中得到的秸桿溶液均勻涂在纖維素制品的上面；冷卻后用水浸泡2-3小時，并洗滌至離子液體完全析出，晾干，得到高氣密性抗菌增強膜。
2.根據(jù)權利要求I所述的用秸桿制備高氣密性抗菌增強膜的方法，其特征在于所述秸桿為稻草秸桿、麥草秸桿、玉米秸桿、高粱秸桿中的任意一種或二種以上的混合，二種以上混合時為任意配比。
3.根據(jù)權利要求I所述的用秸桿制備高氣密性抗菌增強膜的方法，其特征在于所述的離子液體為氯化I- 丁基-3-甲基咪唑。
4.根據(jù)權利要求I所述的用秸桿制備高氣密性抗菌增強膜的方法，其特征在于所述纖維素制品為脫脂棉、麻制品或粘膠纖維織物。
5.根據(jù)權利要求I所述的用秸桿制備高氣密性抗菌增強膜的方法，其特征在于在制得的秸桿溶液中可添加甘油，甘油的加入量為秸桿溶液質量的1%_3%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用秸稈制備高氣密性抗菌增強膜的方法。用秸稈制備高氣密性抗菌增強膜的方法，其特征在于它包括如下步驟(1)制備秸稈溶液: 將秸稈通過蒸汽爆碎處理，得到爆碎產(chǎn)物；雙氧水漂洗，烘干，得到秸稈粉； 取離子液體加熱至其完全融化，加入秸稈粉末混合，得到秸稈液；在制得的秸稈液中添加無機銀納米銀抗菌粉，得到秸稈溶液；(2)高氣密性抗菌增強膜的制備取纖維素制品平整地固定在玻璃板上，從烘箱中取出纖維素制品，將步驟(1)中得到的秸稈溶液均勻涂在纖維素制品的上面；冷卻后用水浸泡2-3小時，并洗滌至離子液體完全析出，晾干，得到高氣密性抗菌增強膜。該方法工藝簡單，綠色無污染，制得的膜具有高氣密性、高透濕性、較好的機械性能。
文檔編號C08L97/00GK102936353SQ201210388060
公開日2013年2月20日 申請日期2012年10月15日 優(yōu)先權日2012年10月15日
發(fā)明者郭密, 王曉廣, 周曉潔, 張會娟 申請人:武漢紡織大學