用秸秆制备高气密性抗菌增强膜的方法

摘要

本发明涉及一种用秸秆制备高气密性抗菌增强膜的方法。用秸秆制备高气密性抗菌增强膜的方法，其特征在于它包括如下步骤：(1)制备秸秆溶液: 将秸秆通过蒸汽爆碎处理，得到爆碎产物；双氧水漂洗，烘干，得到秸秆粉； 取离子液体加热至其完全融化，加入秸秆粉末混合，得到秸秆液；在制得的秸秆液中添加无机银纳米银抗菌粉，得到秸秆溶液；(2)高气密性抗菌增强膜的制备：取纤维素制品平整地固定在玻璃板上，从烘箱中取出纤维素制品，将步骤（1）中得到的秸秆溶液均匀涂在纤维素制品的上面；冷却后用水浸泡2-3小时，并洗涤至离子液体完全析出，晾干，得到高气密性抗菌增强膜。该方法工艺简单，绿色无污染，制得的膜具有高气密性、高透湿性、较好的机械性能。

权利要求

1.用秸杆制备高气密性抗菌增强膜的方法，其特征在于它包括如下步骤: (1)制备秸杆溶液: 将稻杆洗净切碎成4~6 mm长的短莖，在1.2-1.5MPa的压力,60_90s条件下,通过蒸汽爆碎处理，得到爆碎产物； 将上述爆碎产物用双氧水漂洗，使其色泽一致后再烘干粉碎至能通过60目筛子，得到秸杆粉，待用； 取离子液体加热至其完全融化，加入秸杆粉末混合，100°C恒温搅拌2-3小时，直至溶液变为透明状，得到秸杆液；所述的秸杆液中秸杆粉末的质量百分浓度为3%-10% ； 在制得的秸杆液中添加无机银纳米银抗菌粉，分散搅拌均匀，得到秸杆溶液；其中无机银纳米银抗菌粉的添加量为秸杆液质量的1% ; (2)高气密性抗菌增强膜的制备: 取纤维素制品平整地固定在玻璃板上，在100°C烘箱中加热1-2小时除去水分； 从烘箱中取出纤维素制品，将步骤(1)中得到的秸杆溶液均匀涂在纤维素制品的上面；冷却后用水浸泡2-3小时，并洗涤至离子液体完全析出，晾干，得到高气密性抗菌增强膜。

2.根据权利要求1所述的用秸杆制备高气密性抗菌增强膜的方法，其特征在于:所述秸杆为稻草秸杆、麦草秸杆、玉米秸杆、高粱秸杆中的任意一种或二种以上的混合，二种以上混合时为任意配比。

3.根据权利要求1所述的用秸杆制备高气密性抗菌增强膜的方法，其特征在于:所述的离子液体为氯化1- 丁基-3-甲基咪唑。

4.根据权利要求1所述的用秸杆制备高气密性抗菌增强膜的方法，其特征在于:所述纤维素制品为脱脂棉、麻制品或粘胶纤维织物。

5.根据权利要求1所述的用秸杆制备高气密性抗菌增强膜的方法，其特征在于:在制得的秸杆溶液中可添加甘油，甘油的加入量为秸杆溶液质量的1%_3%。

说明书

用秸秆制备高气密性抗菌增强膜的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用秸杆制备高气密性抗菌增强膜的方法。

背景技术

[0002] 我国秸杆循环再利用的途径与方法是多年来备受关注的一大技术课题。据不完全统计，全世界每年可产生近20亿t的秸杆，我国各种农作物秸杆年产量约6.4亿t，且随着农作物单产的提高，秸杆产量也随之提高。除少数秸杆被作为牲畜饲料、农家肥和农村燃料外，大多数秸杆被堆放甚至直接焚烧，不仅浪费了大量生物资源，也严重污染了环境。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种用秸杆制备高气密性抗菌增强膜的方法，该方法制备的高气密性抗菌增强膜具有高强度、高气密性、高透湿性的特点。

[0004] 为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是，用秸杆制备高气密性抗菌增强膜的方法，其特征在于它包括如下步骤:

[0005] (I)制备秸杆溶液:

[0006] 将稻杆洗净切碎成4~6 mm长的短莖，在1.2-1.5MPa的压力，60_90s条件下,通过蒸汽爆碎(采用蒸汽爆碎装置，或称蒸汽爆碎设备)处理，得到爆碎产物；

[0007] 将上述爆碎产物用双氧水漂洗，使其色泽一致后再烘干粉碎至能通过60目筛子，得到秸杆粉，待用；·[0008] 取离子液体加热至其完全融化，加入秸杆粉末混合，100°C恒温搅拌2-3小时，直至溶液变为透明状，得到秸杆液；所述的秸杆液(或称离子液秸杆溶液)中秸杆粉末的质量百分浓度为3%-10% ；

[0009] 在制得的秸杆液中添加无机银纳米银抗菌粉[如无机银纳米银抗菌粉JDGKP-003，晋大纳米科技(厦门)有限公司]，分散搅拌均匀，得到秸杆溶液；其中无机银纳米银抗菌粉的添加量为秸杆液质量的1% ；

[0010] (2)高气密性抗菌增强膜的制备:

[0011] 取纤维素制品平整地固定在玻璃板上(保证其有一定张力)，在100°C烘箱中加热1-2小时除去水分；

[0012] 从烘箱中迅速取出纤维素制品，将步骤(1)中得到的秸杆溶液均匀涂在纤维素制品的上面，秸杆溶液的涂量为200 — 300g/mm2 ;冷却后用水浸泡2_3小时，并反复洗涤至离子液体完全析出，取出膜和纤维素制品复合材料，晾干，得到高气密性抗菌增强膜。

[0013] 所述秸杆可以是稻、麦、玉米或高粱等农作物的茎杆(即秸杆为稻草秸杆、麦草秸杆、玉米秸杆、高粱秸杆中的任意一种或二种以上的混合，二种以上混合时为任意配比)。

[0014] 所述双氧水漂洗，漂洗所用双氧水中H2O2的质量分数为1%_2%。

[0015] 所述的离子液体为氯化1- 丁基-3-甲基咪唑([bmim]Cl)。

[0016] 所述纤维素制品为脱脂棉、麻制品或粘胶纤维织物等纤维素制品。[0017] 所述无机银纳米银抗菌粉是指可对肺炎克雷伯氏菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球杆菌、白色念珠菌等各种致病菌进行高效广谱的抑制与杀灭超微细粉末。

[0018] 为增强本发明效果，在制得的秸杆溶液中可添加甘油，提高增强膜的柔软性，甘油的加入量为稻杆溶液质量的1%-3%。

[0019] 本发明的有益效果是:

[0020] (I)采用秸杆制膜，原料廉价易得，生产工艺优化，不仅避免了废弃资源的浪费和其对环境的污染，也满足了生产和生活需要。

[0021] (2)采用离子溶液(离子液体)做溶解剂，工艺流程简单，溶解时间短，且不需要外加催化剂，溶剂回收再利用，对环境和生物几乎没有污染性。

[0022] (3)本发明制得的增强膜，具有高气密性，强透湿性，且与纤维素纤维制品复合后，获得较大强度，不易破损， 具有较好的机械性能，可作为医疗上隔离抗菌材料。

附图说明

[0023] 图1是本发明实施例1的稻草秸杆爆碎后的图。

[0024] 图2是本发明实施例1的秸杆粉图。

[0025] 图3是本发明实施例1的稻草秸杆溶液图。

[0026] 图4是本发明实施例1的稻草秸杆液制备的气密性膜图。

[0027] 图5是本发明实施例1的高气密性抗菌增强膜图。

[0028] 图6是本发明实施例1的电镜下的增强膜放大45倍的图。

[0029] 图7是本发明实施例1的电镜下的增强膜放大100倍的图。

具体实施方式

[0030] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，应理解，这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作工作改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

[0031] 实施例1:

[0032] 用秸杆制备高气密性抗菌增强膜的方法，它包括如下步骤:

[0033] (I)制备秸杆溶液:

[0034] 将稻杆(稻杆为稻草稻杆)洗净切碎成4~6 mm长的短莖，在1.3MPa的压力，80s条件下，通过蒸汽爆碎(采用蒸汽爆碎装置，或称蒸汽爆碎设备)处理，得到爆碎产物；

[0035] 将上述爆碎产物用双氧水漂洗，使其色泽一致后再烘干粉碎至能通过60目筛子，得到秸杆粉，待用；

[0036] 取离子液体加热至其完全融化，加入秸杆粉末混合，100°C恒温搅拌2-3小时，直至溶液变为透明状，得到秸杆液；所述的秸杆液(离子液秸杆溶液)中秸杆粉末的质量百分浓度为10%。

[0037] 在制得的秸杆液中添加无机银纳米银抗菌粉[如无机银纳米银抗菌粉JDGKP-003，晋大纳米科技(厦门)有限公司]，分散搅拌均匀，得到秸杆溶液；其中无机银纳米银抗菌粉的添加量为秸杆液质量的1% ;[0038] 在制得的秸杆溶液中添加甘油，甘油的加入量为秸杆溶液质量的1%。

[0039] 所述双氧水漂洗，漂洗所用双氧水H2O2的质量分数为1%_2%。

[0040] 所述的离子液体为氯化1- 丁基-3-甲基咪唑([bmim] Cl)。

[0041] (2)高气密性抗菌增强膜的制备:

[0042] 取平整的脱脂后的纯棉纱布(即脱脂棉，纤维素制品)平整地固定在玻璃板上(保证其有一定张力)，在100°c烘箱中加热I小时除去水分；

[0043] 从烘箱中迅速取出纤维素制品，将步骤(1)中得到的秸杆溶液均匀涂在纤维素制品的上面，稻杆溶液的涂量为255g/mm2 ;冷却后用水浸泡2_3小时,并反复洗漆至离子液体完全析出，取出膜和纤维素制品复合材料，晾干，得到高气密性抗菌增强膜。

[0044] 图1为稻草 秸杆爆碎后的图。蒸汽爆碎处理能很好的降解稻草中的半纤维素，降低其结晶度，便于秸杆溶解，图中显示爆碎后的稻草的形态与原稻草的形态相似，呈丝状，颜色加深，呈棕黄色。

[0045] 图2是本发明实施例1的秸杆粉图。

[0046] 图3为稻草秸杆溶液图，图中显示稻草很好的溶解在离子液中，溶液呈淡黄色透明状，较粘稠。

[0047] 图4为稻草秸杆液制备的气密性膜(即高气密性抗菌增强膜)图。图中显示此气密性膜无色透明，为无界面膜，体现其高气密性。

[0048] 图5、图6、图7为制得的高气密性增强膜放大不同倍数图。三张图分别从宏观到微观角度，显示出此增强膜为无界面膜，与纤维素制品完全复合。

[0049] 测得此膜透气率为8.65L/m2 *s，透湿性为1240g/m2 *24h,拉伸强度为569MPa。说明该方法制备的高气密性抗菌增强膜具有高强度、高气密性、高透湿性的特点。

[0050] 实施例2:

[0051] 用秸杆制备高气密性抗菌增强膜的方法，它包括如下步骤:

[0052] (I)制备秸杆溶液:

[0053] 将麦草稻杆洗净切碎成4~6 mm长的短莖,在1.2MPa的压力，60s条件下,通过蒸汽爆碎(采用蒸汽爆碎装置，或称蒸汽爆碎设备)处理，得到爆碎产物；

[0054] 将上述爆碎产物用双氧水漂洗，使其色泽一致后再烘干粉碎至能通过60目筛子，得到秸杆粉，待用；

[0055] 取离子液体[氯化1-丁基-3-甲基咪唑([bmim] Cl)]加热至其完全融化,加入稻杆粉末混合，100°C恒温搅拌2-3小时，直至溶液变为透明状，得到秸杆液；所述的秸杆液(离子液秸杆溶液)中秸杆粉末的质量百分浓度为8%。

[0056] 在制得的秸杆液中添加无机银纳米银抗菌粉(如无机银纳米银抗菌粉JDGKP-003，晋大纳米科技(厦门)有限公司)，分散搅拌均匀，得到秸杆溶液；其中无机银纳米银抗菌粉的添加量为稻杆液质量的1% ;

[0057] (2)高气密性抗菌增强膜的制备:

[0058] 取平整的脱脂后纯棉纱布(纤维素制品)平整地固定在玻璃板上(保证其有一定张力)，在100°c烘箱中加热1-2小时除去水分；

[0059] 从烘箱中迅速取出纤维素制品，用玻璃棒将步骤(1)中得到的秸杆溶液均匀涂在纤维素制品的上面，涂2次，秸杆溶液的涂量为254g/mm2 ;冷却后用水浸泡2_3小时，并反复洗涤至离子液体完全析出，取出膜和纤维素制品复合材料，晾干，得到高气密性抗菌增强膜。

[0060] 测得此高气密性抗菌增强膜的透气率为8.35L/m2.s，透湿性为1470g/m2.24h，拉伸强度为554MPa。说明该方法制备的高气密性抗菌增强膜具有高强度、高气密性、高透湿性的特点。

[0061] 实施例3:

[0062] 用秸杆制备高气密性抗菌增强膜的方法，它包括如下步骤:

[0063] (I)制备秸杆溶液:

[0064] 将玉米稻杆洗净切碎成4~6 mm长的短莖，在1.5MPa的压力，90s条件下,通过蒸汽爆碎(采用蒸汽爆碎装置，或称蒸汽爆碎设备)处理，得到爆碎产物；

[0065] 将上述爆碎产物用双氧水漂洗，使其色泽一致后再烘干粉碎至能通过60目筛子，得到秸杆粉，待用；

[0066] 取离子液体加热至其完全融化，加入秸杆粉末混合，100°C恒温搅拌2-3小时，直至溶液变为透明状，得到秸杆液；所述的秸杆液(离子液秸杆溶液)中秸杆粉末的质量百分浓度为6%。

[0067] 在制得的秸杆液中添加无机银纳米银抗菌粉(如无机银纳米银抗菌粉JDGKP-003，晋大纳米科技(厦门)有限公司)，分散搅拌均匀，得到秸杆溶液；其中无机银纳米银抗菌粉的添加量为稻杆液质量的1% ;·[0068] 所述的离子液体为氯化1- 丁基-3-甲基咪唑([bmim] Cl)。

[0069] (2)高气密性抗菌增强膜的制备:

[0070] 取平整的脱脂后的纯棉水刺非织造布(纤维素制品)平整地固定在玻璃板上，在100°C烘箱中加热1-2小时除去水分；

[0071] 从烘箱中迅速取出纤维素制品，用玻璃棒把步骤(1)中得到的秸杆溶液均匀涂在纤维素制品的上面，秸杆溶液的涂量为276g/mm2 ;冷却后用水浸泡2_3小时，并反复洗涤至离子液体完全析出，取出膜和纤维素制品复合材料，晾干，得到高气密性抗菌增强膜。

[0072] 测得此膜透气率为9.43L/m2 *s，透湿性为1560g/m2 *24h,拉伸强度为464MPa。说明该方法制备的高气密性抗菌增强膜具有高强度、高气密性、高透湿性的特点。

[0073] 实施例4:

[0074] 用秸杆制备高气密性抗菌增强膜的方法，它包括如下步骤:

[0075] (I)制备秸杆溶液:

[0076] 将麦草稻杆洗净切碎成4~6 mm长的短莖，在1.5MPa的压力，90s条件下,通过蒸汽爆碎(采用蒸汽爆碎装置，或称蒸汽爆碎设备)处理，得到爆碎产物；

[0077] 将上述爆碎产物用双氧水漂洗，使其色泽一致后再烘干粉碎至能通过60目筛子，得到秸杆粉，待用；

[0078] 取离子液体加热至其完全融化，加入秸杆粉末混合，100°C恒温搅拌2-3小时，直至溶液变为透明状，得到秸杆液；所述的秸杆液(离子液秸杆溶液)中秸杆粉末的质量百分浓度为10%。

[0079] 在制得的秸杆液中添加无机银纳米银抗菌粉(如无机银纳米银抗菌粉JDGKP-003，晋大纳米科技(厦门)有限公司)，分散搅拌均匀，得到秸杆溶液；其中无机银纳米银抗菌粉的添加量为稻杆液质量的1% ;

[0080] 所述的离子液体为氯化1- 丁基-3-甲基咪唑([bmim] Cl)。

[0081] (2)高气密性抗菌增强膜的制备:

[0082] 取平整的脱脂后的粘胶纤维织物(即纤维素制品)平整地固定在玻璃板上，在100°C烘箱中加热1-2小时除去水分；

[0083] 从烘箱中迅速取出纤维素制品，将步骤(1)中得到的秸杆溶液均匀涂在纤维素制品的上面，稻杆溶液的涂量为255g/mm2 ;冷却后用水浸泡2_3小时,并反复洗漆至离子液体完全析出，取出膜和纤维素制品复合材料，晾干，得到高气密性抗菌增强膜。

[0084] 测得此膜透气率为8.95L/m2.8，透湿性为1870g/m2 *24h，拉伸强度为311MPa。说明该方法制备的高气密性抗菌增强膜具有高强度、高气密性、高透湿性的特点。

[0085] 实施例5:

[0086] 用秸杆制备高气密性抗菌增强膜的方法，它包括如下步骤:

[0087] (I)制备秸杆溶液:

[0088] 将高粱秸杆洗净切碎成4~6 mm长的短茎，在1.2MPa的压力，90s条件下，通过蒸汽爆碎(采用蒸汽爆碎装置，或称蒸汽爆碎设备)处理，得到爆碎产物；

[0089] 将上述爆碎产物用双氧水漂洗，使其色泽一致后再烘干粉碎至能通过60目筛子，得到秸杆粉，待用；`[0090] 取离子液体[氯化1-丁基-3-甲基咪唑([bmim] Cl)]加热至其完全融化，加入秸杆粉末混合，100°c恒温搅拌2-3小时，直至溶液变为透明状，得到秸杆液；所述的秸杆液(离子液秸杆溶液)中秸杆粉末的质量百分浓度为10%。

[0091] 在制得的秸杆液中添加无机银纳米银抗菌粉(如无机银纳米银抗菌粉JDGKP-003，晋大纳米科技(厦门)有限公司)，分散搅拌均匀，得到秸杆溶液；其中无机银纳米银抗菌粉的添加量为稻杆液质量的1% ;

[0092] (2)高气密性抗菌增强膜的制备:

[0093] 取麻制品(纤维素制品)平整地固定在玻璃板上，保证其有一定张力，在100°C烘箱中加热1-2小时除去水分；

[0094] 从烘箱中迅速取出纤维素制品，将步骤(1)中得到的秸杆溶液均匀涂在纤维素制品的上面，稻杆溶液的涂量为256g/mm2 ;冷却后用水浸泡2_3小时,并反复洗漆至离子液体完全析出，取出膜和纤维素制品复合材料，晾干，得到高气密性抗菌增强膜。

[0095] 测得此膜透气率为9.65L/m2 *s，透湿性为1740g/m2 *24h,拉伸强度为364MPa。说明该方法制备的高气密性抗菌增强膜具有高强度、高气密性、高透湿性的特点。

[0096] 实施例6:

[0097] 与实施例1基本相同，不同之处在于:稻杆为稻草稻杆和麦草稻杆，二者的质量各占 1/2。

[0098] 测得此膜透气率为8.62L/m2 *s，透湿性为1130g/m2 *24h,拉伸强度为432MPa。说明该方法制备的高气密性抗菌增强膜具有高强度、高气密性、高透湿性的特点。

[0099] 实施例7:

[0100] 与实施例1基本相同，不同之处在于:秸杆为稻草秸杆、麦草秸杆、玉米秸杆和高粱秸杆，四者的质量各占1/4。[0101] 测得此膜透气率为8.llL/m2 *s，透湿性为1240g/m2 *24h，拉伸强度为423MPa。说明该方法制备的高气密性抗菌增强膜具有高强度、高气密性、高透湿性的特点。

[0102] 实施例8:

[0103] 与实施例1基本相同，不同之处在于:在制得的秸杆溶液中可添加甘油，甘油的加入量为稻杆溶液质量的3%。

[0104] 测得此膜透气率为8.61L/m2 *s，透湿性为1540g/m2 *24h，拉伸强度为349MPa。说明该方法制备的高气密性抗菌增强膜具有高强度、高气密性、高透湿性的特点。

[0105] 实施例9:

[0106] 与实施例1基本相同，不同之处在于:所述的秸杆液(离子液秸杆溶液)中秸杆粉末的质量百分浓度为3%。

[0107] 测得此膜透气率为8.44L/m2 *s，透湿性为1132g/m2 *24h，拉伸强度为321MPa。说明该方法制备的高气密性抗菌增强膜具有高强度、高气密性、高透湿性的特点。

[0108] 实施例10:

[0109] 与实施例1基本相同，不同之处在于:所述的秸杆液涂量为200g/mm2，测得此膜透气率为7.95L/m2.s，透湿性为1142g/m2.24h，拉伸强度为439MPa。说明该方法制备的高气密性抗菌增强膜具有高强度、高气密性、高透湿性的特点。

[0110] 实施例11:

[0111] 与实施例1基本相同，不同之处在于:所述的秸杆液涂量为300g/mm2，测得此膜透气率为9.35L/m2.s，透湿性为1540g/m2.24h，拉伸强度为598MPa。说明该方法制备的高气密性抗菌增强膜具有高强度、高气密性、高透湿性的特点。