一种可生物降解木浆水刺非织造材料及其制备方法与流程

本发明属于木浆非织造材料，具体涉及一种可生物降解木浆水刺非织造材料及其制备方法。

背景技术：

1、随着人们生活水平的提高，人们对于用即弃卫生用品的需求越来越大，比如湿巾、揩布、压缩毛巾、医用床单、医用枕套、医用台布、手术服、实验工作服等，然而用即弃卫生用品使用带来一系列的废物处理问题也在不断加重环境的负担，若用即弃卫生用品具备可生物降解性将大大减轻环境负担。木浆纤维是由木材经揉搓加工和化学处理后所制备的一种天然纤维素纤维，具备吸水性好、柔软、可生物降解等特性，以木浆纤维为原料制备非织造布不仅能缓解能源危机，还能实现可持续性发展。

2、在非织造布固结技术中，水刺法利用细微的高压水针，对托网帘上的纤网进行连续喷射，使纤网中的纤维无规则的缠结、抱合、固结，从而使最终产品具有优良的悬垂性、柔软的手感和较好的卫生性，因此，水刺法制备非织造布受到广泛的关注：如专利cn101619520b公开的可降解复合水刺非织造布及生产方法，专利cn112962351b公开的可冲散湿巾及制备方法和应用。

3、以上技术为以木浆纤维为主原料制备的水刺布，具有柔软、吸水性好等的优点，但木浆纤维长度短，纤维之间不易形成有效的机械缠结，导致易掉屑、湿强度低，因此，使木浆纤维非织造布兼具良好的吸水性和耐摩擦、高湿强度是以木浆纤维为原料水刺法制备非织造布的技术难题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种可生物降解木浆水刺非织造材料及其制备方法，非织造材料由改性木浆纤维和莱赛尔纤维组成，其中改性木浆纤维为先对木浆纤维进行打浆工艺处理，然后用噻吩酰氯衍生物对其进行表面修饰，最后再以fecl3为催化氧化剂、羟基噻吩衍生物为聚合单体在修饰后的木浆纤维上原位反应制备的聚噻吩接枝木浆纤维，通过对木浆纤维的打浆研磨和聚噻吩接枝双重处理，使木浆纤维与木浆纤维及莱赛尔纤维之间形成更多的氢键结合和复杂的缠结，来克服木浆纤维长度限制的抱合强力弱的问题。

2、为实现上述目的，采取如下技术方案：

3、一种可生物降解木浆水刺非织造材料，包括如下原料：60-70wt％改性木浆纤维、30-40wt％莱赛尔纤维，所述改性木浆纤维为先对木浆纤维进行打浆工艺处理，然后用噻吩酰氯衍生物对其进行表面修饰，最后再以fecl3为催化氧化剂、羟基噻吩衍生物为聚合单体在修饰后的木浆纤维上原位反应制备的聚噻吩接枝木浆纤维。

4、所述噻吩酰氯衍生物的用量为木浆纤维的5-7wt％，所述羟基噻吩衍生物的用量为木浆纤维的13.5-15wt％。

5、所述噻吩酰氯衍生物选自3-噻吩甲酰氯、噻吩-3-基-乙酰氯、2-噻吩甲酰氯、2-噻吩乙酰氯中的一种或两种及以上的组合。

6、所述羟基噻吩衍生物选自3-噻吩甲醇、1-(噻吩-3-基)乙醇、2-(3-噻吩基)乙醇、噻吩-3-醇中的一种或两种及以上的组合。

7、进一步地，所述羟基噻吩衍生物选自3-噻吩甲醇、2-(3-噻吩基)乙醇中的一种或两种的组合。

8、所述莱赛尔纤维规格为0.9-3.0d，莱赛尔纤维长度为5-12mm。

9、所述木浆纤维长度为2-8mm。

10、所述木浆纤维选自针叶木浆纤维、阔叶木浆纤维中的一种或两种的组合。

11、所述改性木浆纤维通过包括如下步骤的方法制得：

12、1)向木浆纤维中加水进行打浆处理，烘干，得木浆纤维绝干浆备用；

13、2)将木浆纤维绝干浆分散在无水有机溶剂中，超声，加入噻吩酰氯衍生物、缚酸剂混合均匀，控温进行反应，反应结束后过滤，洗涤、烘干，得表面修饰的木浆纤维；

14、3)惰性氛围下，将表面修饰的木浆纤维浸入无水有机溶剂中，超声，加入羟基噻吩衍生物，混合均匀后，滴加催化氧化剂溶液，控温进行反应，反应结束后，过滤，洗涤，烘干得改性木浆纤维。

15、步骤2)噻吩酰氯衍生物与木浆纤维上的羟基发生反应，得表面修饰有噻吩基团的木浆纤维，步骤3)，以木浆纤维表面修饰的噻吩基团为活性位点，在催化氧化剂的作用下，以羟基噻吩衍生物为聚合单体，在木浆纤维上原位接枝生成聚噻吩。

16、步骤1)所述打浆处理中打浆度为40-60°sr，打浆浓度4-5wt％，打浆湿重控制在8.5-9.5g。

17、步骤2)所述有机溶剂选自二氯甲烷、甲基异丁酮、四氢呋喃、乙酸乙酯、氯仿中的一种或两种及以上的组合；所述超声功率为500-1500w，超声时间为5-30min；所述木浆纤维与无水有机溶剂的质量比为1:80-100；所述噻吩酰氯衍生物的用量为木浆纤维的5-7wt％，所述缚酸剂选自三乙胺、吡啶中的一种或两种的组合，所述缚酸剂的质量为噻吩酰氯衍生物的1.7-2.0倍，所述控温温度为20-30℃，反应时间为3-5h，所述洗涤为用水洗涤至中性，所述烘干温度为60-100℃。

18、步骤3)所述有机溶剂选自二氯甲烷、甲基异丁酮、四氢呋喃、乙酸乙酯、氯仿中的一种或两种及以上的组合；所述表面修饰的木浆纤维与无水有机溶剂的质量比为1:80-100；所述超声功率为500-1500w，超声时间为5-30min；所述羟基噻吩衍生物的用量为木浆纤维的13.5-15wt％；所述催化氧化剂溶液为fecl3与有机溶剂中混合而成，催化氧化剂溶液中fecl3浓度为2-4mol/l，所述催化氧化剂溶液在0.5-1h滴毕；所述催化氧化剂与羟基噻吩衍生物的摩尔比为4-6:1；所述控温温度为20-30℃、反应时间为10-18h；所述洗涤为用乙醇和水交替洗涤1-3次；所述烘干温度为60-100℃。

19、本发明还提供了上述可生物降解木浆水刺非织造材料的制备方法，包括如下步骤：

20、将改性木浆纤维、莱赛尔纤维开松混合并制备混合浆，混合浆泵送斜网成型系统，输出湿法纤网，平网水刺加固，转鼓水刺加固，脱水，干燥，卷绕。

21、所述混合浆浓度为0.4-1g/l。

22、所述平网水刺加固工艺：水针垂直于纤网，水刺压力30-80bar，水针孔直径0.1-0.15mm，水刺道数1-3道，输网帘速度5-20m/min，水刺距离30-40mm。

23、所述转鼓水刺加固工艺：水刺压力30-80bar，水针孔直径0.1-0.15mm，水刺道数1-3道。

24、所述脱水为经抽吸装置脱出多余水分。

25、所述干燥温度为70-130℃，干燥时间为5-15s。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

27、本发明非织造材料由改性木浆纤维和莱赛尔纤维组成，其中改性木浆纤维为先对木浆纤维进行打浆工艺处理，然后用噻吩酰氯衍生物对其进行表面修饰，最后再以fecl3为催化氧化剂、羟基噻吩衍生物为聚合单体在修饰后的木浆纤维上原位反应制备的聚噻吩接枝木浆纤维，通过对木浆纤维的打浆研磨和聚噻吩接枝双重处理，使木浆纤维与木浆纤维及莱赛尔纤维之间形成更多的氢键结合和复杂的缠结，来克服木浆纤维长度限制的抱合强力弱的问题。

28、本发明非织造材料柔软不掉屑，具有优异的吸水性和可降解性。