一种热塑化废纸的制备方法转让专利
申请号 : CN200810058465.7
文献号 : CN101285284B
文献日 : 2010-06-09
发明人 : 孙可伟 , 张春红
申请人 : 昆明理工大学
摘要 :
本发明是一种热塑化废纸的制备方法。按以下步骤制备：1)将废纸纤维分散后，清洗，干燥，干燥后的废纸纤维在浓度为2-12％NaOH溶液中，室温浸泡搅拌60min；2)将经润胀的废纸在过滤压干至含有原废纸同等重量NaOH溶液，即润胀废纸的重量为原废纸的2倍；3)处理过的废纸装入带有回流冷凝器、搅拌器和温度计的三口瓶中，按废纸∶丙烯腈＝1∶5～15的比例加入丙烯腈，用水浴加热至40-60℃，搅拌反应90-150min；4)反应结束后，产物倒入质量百分比为50％的乙醇水溶液中，搅拌过滤洗涤，重复上述操作,次后再用无水乙醇洗涤；5)将乙醇洗涤后的产物在80℃空气干燥后即可得到性能良好的热塑化废纸。本发明的方法所制备热塑化废纸具有优良的机械力学性能，和原废纸相比较，热流动型，抗拉和抗弯强度增加。成本适中，是一种新型的废纸-塑料复合材料。
权利要求 :
1.一种热塑化废纸的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：
1)将废纸纤维分散后，清洗，干燥，干燥后的废纸纤维在浓度为2-12％NaOH溶液中，室温浸泡搅拌60min；
2)将经润胀的废纸过滤压干至含有原废纸同等重量NaOH溶液，即润胀废纸的重量为原废纸的2倍；
3)处理过的废纸装入带有回流冷凝器、搅拌器和温度计的三口瓶中，按废纸∶丙烯腈＝1∶5～15的比例加入丙烯腈，用水浴加热至40-60℃，搅拌反应90-150min；
4)反应结束后，产物倒入质量百分比为50％的乙醇水溶液中，搅拌过滤洗涤，重复上述操作一次后再用无水乙醇洗涤；
5)无水乙醇洗涤后的产物在80℃空气中干燥后，即可得到性能良好的热塑化废纸。
说明书 :
技术领域
本发明涉及废纸的热塑化技术领域，具体地说是一种热塑化废纸的制备方法。
背景技术
废纸是含有大量杂质、不具有热塑性的二次纤维。废纸在我国的回收利用率低，大量废纸没有得到合理的回收利用，造成了资源的极大浪费。废纸的主要成分是纤维素，因此不具有热塑性，不能像塑料那样加工成型。为了彻底改善废纸的热塑性能，提高其加工性能，有必要对废纸进行热塑化处理。
热塑化废纸具有废纸和塑料的特点。20世纪，国内外就进行过许多研究，但主要集中在杉木、剑麻、稻草等一次纤维的改性上，常用的塑化方法为化学改性。上述的植物纤维的热塑化使用的一次植物纤维，制备的热塑化植物纤维性能与塑料还存在一定的差距，而且工艺复杂，还不能满足工业化生产的要求。专利号为87106340.9中提及马尾松塑化木的制备，工艺复杂，耗时长，制备的塑化木在性能上还不能很好的满足使用要求。
热塑化废纸具有废纸和塑料的特点。20世纪，国内外就进行过许多研究，但主要集中在杉木、剑麻、稻草等一次纤维的改性上，常用的塑化方法为化学改性。上述的植物纤维的热塑化使用的一次植物纤维，制备的热塑化植物纤维性能与塑料还存在一定的差距，而且工艺复杂，还不能满足工业化生产的要求。专利号为87106340.9中提及马尾松塑化木的制备，工艺复杂，耗时长，制备的塑化木在性能上还不能很好的满足使用要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种热塑化废纸的制备方法，所制备热塑化废纸具有优良的机械力学性能，和原废纸相比较，热流动型，抗拉和抗弯强度增加。
本发明考虑到废纸的纤维特性，以回收利用废纸可以节约资源和能源，减少二次污染为目的，选择NaOH作为润胀剂，丙烯腈作为塑化剂进行热塑化处理。
热塑化废纸的制备方法如下：
1)将废纸用机械方法分散纤维后，清洗、干燥，干燥后的废纸纤维在浓度为2-12％NaOH溶液中室温浸泡搅拌60min左右；
2)将经润胀的废纸在过滤压干至含有原废纸同等重量NaOH溶液，即润胀废纸的重量为原废纸的2倍；
3)处理过的废纸装入带有回流冷凝器、搅拌器和温度计的三口瓶中，按废纸∶丙烯腈＝1∶5～15的比例加入丙烯腈，用水浴加热至40-60℃，搅拌反应90-150min；
4)反应结束后，产物倒入质量百分比为50％的乙醇水溶液中，搅拌过滤洗涤，重复上述操作-次后再用无水乙醇洗涤；
5)将乙醇洗涤后的产物在80℃空气干燥后即可得到性能良好的热塑化废纸。
本发明的方法所制备热塑化废纸具有优良的机械力学性能，和原废纸相比较，热流动型，抗拉和抗弯强度增加。成本适中，是一种新型的废纸-塑料复合材料。
本发明考虑到废纸的纤维特性，以回收利用废纸可以节约资源和能源，减少二次污染为目的，选择NaOH作为润胀剂，丙烯腈作为塑化剂进行热塑化处理。
热塑化废纸的制备方法如下：
1)将废纸用机械方法分散纤维后，清洗、干燥，干燥后的废纸纤维在浓度为2-12％NaOH溶液中室温浸泡搅拌60min左右；
2)将经润胀的废纸在过滤压干至含有原废纸同等重量NaOH溶液，即润胀废纸的重量为原废纸的2倍；
3)处理过的废纸装入带有回流冷凝器、搅拌器和温度计的三口瓶中，按废纸∶丙烯腈＝1∶5～15的比例加入丙烯腈，用水浴加热至40-60℃，搅拌反应90-150min；
4)反应结束后，产物倒入质量百分比为50％的乙醇水溶液中，搅拌过滤洗涤，重复上述操作-次后再用无水乙醇洗涤；
5)将乙醇洗涤后的产物在80℃空气干燥后即可得到性能良好的热塑化废纸。
本发明的方法所制备热塑化废纸具有优良的机械力学性能，和原废纸相比较，热流动型，抗拉和抗弯强度增加。成本适中，是一种新型的废纸-塑料复合材料。
具体实施方式
实施例1：
热塑化废纸的制备方法如下：
1)将废纸纤维分散后，清洗、干燥，干燥后的废纸纤维在浓度为2％NaOH溶液中，室温浸泡搅拌60min；
2)将经润胀的废纸在过滤压干至含有原废纸同等重量NaOH溶液，即润胀废纸的重量为原废纸的2倍；
3)处理过的废纸装入带有回流冷凝器、搅拌器和温度计的三口瓶中，按废纸∶丙烯腈＝1∶5比例加入丙烯腈，用水浴加热至40℃，搅拌反应90min。
4)反应结束后，产物倒入质量百分比为50％的乙醇水溶液中，搅拌过滤洗涤，重复上述操作-次后再用无水乙醇洗涤。
5)将乙醇洗涤后的产物在80℃空气干燥后即可得到性能良好的热塑化废纸。
实施例2：
热塑化废纸的制备方法如下：
1)将废纸纤维分散后，清洗、干燥，干燥后的废纸纤维在浓度为10％NaOH溶液中，室温浸泡搅拌60min；
2)将经润胀的废纸在过滤压干至含有原废纸同等重量NaOH溶液，即润胀废纸的重量为原废纸的2倍；
3)处理过的废纸装入带有回流冷凝器、搅拌器和温度计的三口瓶中，按废纸∶丙烯腈＝1∶15比例加入丙烯腈，用水浴加热至50℃，搅拌反应120min；
4)反应结束后，产物倒入质量百分比为50％的乙醇水溶液中，搅拌过滤洗涤，重复上述操作-次后再用无水乙醇洗涤。
5)将乙醇洗涤后的产物在80℃空气干燥后即可得到性能良好的热塑化废纸。
实施例3：
热塑化废纸的制备方法如下：
1)将废纸纤维分散后，清洗、干燥，干燥后的废纸纤维在浓度为12％NaOH溶液中，室温浸泡搅拌60min；
2)将经润胀的废纸在过滤压干至含有原废纸同等重量NaOH溶液，即润胀废纸的重量为原废纸的2倍；
3)处理过的废纸装入带有回流冷凝器、搅拌器和温度计的三口瓶中，按废纸∶丙烯腈＝1∶10比例加入丙烯腈，用水浴加热至60℃，搅拌反应150min；
4)反应结束后，产物倒入质量百分比为50％的乙醇水溶液中，搅拌过滤洗涤，重复上述操作-次后再用无水乙醇洗涤。
5)将乙醇洗涤后的产物在80℃空气干燥后即可得到性能良好的热塑化废纸。
复合材料性能：
实验编号 熔融指数 (g/10min) 抗拉强度(MPa) 抗弯强度(MPa) 无缺口冲击强度 (KJ/m2) 实施例1 0.38 15.34 26.25 0.60 实施例2 0.45 17.68 28.48 1.15
实验编号 熔融指数 (g/10min) 抗拉强度(MPa) 抗弯强度(MPa) 无缺口冲击强度 (KJ/m2) 实施例3 0.52 18.31 32.44 1.38
热塑化废纸的制备方法如下：
1)将废纸纤维分散后，清洗、干燥，干燥后的废纸纤维在浓度为2％NaOH溶液中，室温浸泡搅拌60min；
2)将经润胀的废纸在过滤压干至含有原废纸同等重量NaOH溶液，即润胀废纸的重量为原废纸的2倍；
3)处理过的废纸装入带有回流冷凝器、搅拌器和温度计的三口瓶中，按废纸∶丙烯腈＝1∶5比例加入丙烯腈，用水浴加热至40℃，搅拌反应90min。
4)反应结束后，产物倒入质量百分比为50％的乙醇水溶液中，搅拌过滤洗涤，重复上述操作-次后再用无水乙醇洗涤。
5)将乙醇洗涤后的产物在80℃空气干燥后即可得到性能良好的热塑化废纸。
实施例2：
热塑化废纸的制备方法如下：
1)将废纸纤维分散后，清洗、干燥，干燥后的废纸纤维在浓度为10％NaOH溶液中，室温浸泡搅拌60min；
2)将经润胀的废纸在过滤压干至含有原废纸同等重量NaOH溶液，即润胀废纸的重量为原废纸的2倍；
3)处理过的废纸装入带有回流冷凝器、搅拌器和温度计的三口瓶中，按废纸∶丙烯腈＝1∶15比例加入丙烯腈，用水浴加热至50℃，搅拌反应120min；
4)反应结束后，产物倒入质量百分比为50％的乙醇水溶液中，搅拌过滤洗涤，重复上述操作-次后再用无水乙醇洗涤。
5)将乙醇洗涤后的产物在80℃空气干燥后即可得到性能良好的热塑化废纸。
实施例3：
热塑化废纸的制备方法如下：
1)将废纸纤维分散后，清洗、干燥，干燥后的废纸纤维在浓度为12％NaOH溶液中，室温浸泡搅拌60min；
2)将经润胀的废纸在过滤压干至含有原废纸同等重量NaOH溶液，即润胀废纸的重量为原废纸的2倍；
3)处理过的废纸装入带有回流冷凝器、搅拌器和温度计的三口瓶中，按废纸∶丙烯腈＝1∶10比例加入丙烯腈，用水浴加热至60℃，搅拌反应150min；
4)反应结束后，产物倒入质量百分比为50％的乙醇水溶液中，搅拌过滤洗涤，重复上述操作-次后再用无水乙醇洗涤。
5)将乙醇洗涤后的产物在80℃空气干燥后即可得到性能良好的热塑化废纸。
复合材料性能：
实验编号 熔融指数 (g/10min) 抗拉强度(MPa) 抗弯强度(MPa) 无缺口冲击强度 (KJ/m2) 实施例1 0.38 15.34 26.25 0.60 实施例2 0.45 17.68 28.48 1.15
实验编号 熔融指数 (g/10min) 抗拉强度(MPa) 抗弯强度(MPa) 无缺口冲击强度 (KJ/m2) 实施例3 0.52 18.31 32.44 1.38