一种生物基活性碳非织造布的制备方法
文献发布时间：2023-06-23 06:30:03
技术领域
本发明涉及非织造布，更具体的说是涉及一种生物基活性碳非织造布的制备方法。
背景技术
活性炭无纺布是通过粘合剂将活性炭粉，通过喷涂、涂覆在无纺布基材上制作而成，活性炭无纺布可以吸附各种有害以及有异味的气体，也可以制成防尘防毒口罩、防臭鞋垫、尿不湿、收纳箱包除臭衬里等。现有技术中已经有将塑料短纤与活性炭混合，加入粘合剂制备成非织造布，而塑料短纤的大范围应用，不利于环保事业。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种更加环保的生物基活性碳非织造布的制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种生物基活性碳非织造布的制备方法，
包括：
步骤一：将粗纤维植物进行厌氧发酵，过滤得到的固体作为生物基短纤原料；步骤二：将生物基短纤原料制备成纤网；
步骤三：将活性碳置于蒸馏水中静置，使活性碳充分吸水，加入粘合剂混合，得到浸渍液；
步骤四：将纤网浸渍在浸渍液中，随后取出，进行烘干，得到生物基活性碳非织造布。
作为本发明的进一步改进，
所述步骤一具体为：
将粗纤维植物进行切段，切段后放入厌氧反应器中并加入接种物进行接种混合，在30～40℃下发酵30～60天，过滤、烘干得到固体生物基短纤原料。
作为本发明的进一步改进，
所述步骤一中粗植物纤维切段至1～5cm长度。
作为本发明的进一步改进，
所述步骤一中，粗植物纤维为玉米芯、菌糠、秸秆中任意一种。
所述接种物用量为粗纤维植物质量质量的10～30％。
作为本发明的进一步改进，
所述步骤一中的接种物为厌氧消化污泥、沼气池污泥、腐败河泥。
作为本发明的进一步改进，
所述步骤二具体为：
将生物基短纤原料经过混棉箱、压棉箱，之后通过梳理机梳理成纤网后，使用针刺机对纤网进行针刺，得到80～100g/m^2的纤网。
作为本发明的进一步改进，
所述步骤三具体为：
将活性碳置于蒸馏水中，静置1 0～30min，加入粘合剂，粘合剂质量为浸渍液质量的1～5％，活性碳与浸渍液的质量比为1∶10～30。
作为本发明的进一步改进，
所述粘合剂为质量比为20∶1∶1的聚醋酸乙烯酯、N-(3-三乙氧基硅基丙基)-4-羟基丁酰胺、N-三(羟甲基)甲氨基-2-羟基丙磺酸混合物。
作为本发明的进一步改进，
所述步骤四具体为：
将纤网放在两面铁丝网中间，放入到浸渍液中，待完全浸湿后，取出纤网，将纤网在扎车上进行脱液处理，轧车压力保持在0.1～0.5MPa，之后放入烘箱在60～150℃下烘干得到生物基活性碳非织造布。
本发明的有益效果，在沼气产生过程中，往往会对粗植物纤维进行发酵，其剩余的固体都会浪费掉，在本发明中，将经过发酵的植物纤维先经过发酵，其液体气体作为正常使用，而剩下的无法被发酵分解的纤维进行再利用，通过混棉箱混棉，之后通过压棉箱压棉，之后通过梳理机梳理成纤网，并通过针刺机进行针刺疏松，得到纤维，纤网再浸泡在浸渍液中进行活性炭附着，烘干后得到物基活性碳非织造布。这样更加环保，利用了植物纤维厌氧发酵的废弃物。
具体实施方式
实施例一：
一种生物基活性碳非织造布的制备方法，
包括：
步骤一：将粗纤维植物进行厌氧发酵，过滤得到的固体作为生物基短纤原料；步骤二：将生物基短纤原料制备成纤网；
步骤三：将活性碳置于蒸馏水中静置，使活性碳充分吸水，加入粘合剂混合，得到浸渍液；
步骤四：将纤网浸渍在浸渍液中，随后取出，进行烘干，得到生物基活性碳非织造布。
所述步骤一具体为：
将粗纤维植物进行切段，切段后放入厌氧反应器中并加入接种物进行接种混合，在35℃下发酵40天，过滤、烘干得到固体生物基短纤原料。
作为本发明的进一步改进，
所述步骤一中粗植物纤维切段至5cm长度。
所述步骤一中，粗植物纤维为玉米芯。
所述步骤一中的接种物为沼气池污泥。
所述步骤二具体为：
将生物基短纤原料经过混棉箱、压棉箱，之后通过梳理机梳理成纤网后，使用针刺机对纤网进行针刺，得到85g/m^2的纤网。
所述步骤三具体为：
将活性碳置于蒸馏水中，静置30min，加入粘合剂，粘合剂质量为浸渍液质量的5％，活性碳与浸渍液的质量比为1：30。
所述粘合剂为聚醋酸乙烯酯。
所述步骤四具体为：
将纤网放在两面铁丝网中间，放入到浸渍液中，待完全浸湿后，取出纤网，将纤网在扎车上进行脱液处理，轧车压力保持在0.5MPa，之后放入烘箱在120℃下烘干得到生物基活性碳非织造布。
实施例二：
一种生物基活性碳非织造布的制备方法，
包括：
步骤一：将粗纤维植物进行厌氧发酵，过滤得到的固体作为生物基短纤原料；步骤二：将生物基短纤原料制备成纤网；
步骤三：将活性碳置于蒸馏水中静置，使活性碳充分吸水，加入粘合剂混合，得到浸渍液；
步骤四：将纤网浸渍在浸渍液中，随后取出，进行烘干，得到生物基活性碳非织造布。
所述步骤一具体为：
将粗纤维植物进行切段，切段后放入厌氧反应器中并加入接种物进行接种混合，在35℃下发酵40天，过滤、烘干得到固体生物基短纤原料。
作为本发明的进一步改进，
所述步骤一中粗植物纤维切段至5cm长度。
所述步骤一中，粗植物纤维为玉米芯。
所述步骤一中的接种物为沼气池污泥。
所述步骤二具体为：
将生物基短纤原料经过混棉箱、压棉箱，之后通过梳理机梳理成纤网后，使用针刺机对纤网进行针刺，得到85g/m^2的纤网。
所述步骤三具体为：
将活性碳置于蒸馏水中，静置30min，加入粘合剂，粘合剂质量为浸渍液质量的5％，活性碳与浸渍液的质量比为1∶30。
所述粘合剂为质量比为20∶1∶1的聚醋酸乙烯酯、N-(3-三乙氧基硅基丙基)-4-羟基丁酰胺、N-三(羟甲基)甲氨基-2-羟基丙磺酸混合物。
所述步骤四具体为：
将纤网放在两面铁丝网中间，放入到浸渍液中，待完全浸湿后，取出纤网，将纤网在扎车上进行脱液处理，轧车压力保持在0.5MPa，之后放入烘箱在120℃下烘干得到生物基活性碳非织造布。
对比例：
一种生物基活性碳非织造布的制备方法，
包括：
步骤一：选用涤纶短纤，短纤长度为5cm；
步骤二：将涤纶短纤制备成纤网；
步骤三：将活性碳置于蒸馏水中静置，使活性碳充分吸水，加入粘合剂混合，得到浸渍液；
步骤四：将纤网浸渍在浸渍液中，随后取出，进行烘干，得到生物基活性碳非织造布。
所述步骤二具体为：
将生物基短纤原料经过混棉箱、压棉箱，之后通过梳理机梳理成纤网后，使用针刺机对纤网进行针刺，得到85g/m^2的纤网。
所述步骤三具体为：
将活性碳置于蒸馏水中，静置30min，加入粘合剂，粘合剂质量为浸渍液质量的5％，活性碳与浸渍液的质量比为1∶30。
所述粘合剂为聚醋酸乙烯酯。
所述步骤四具体为：
将纤网放在两面铁丝网中间，放入到浸渍液中，待完全浸湿后，取出纤网，将纤网在扎车上进行脱液处理，轧车压力保持在0.5MPa，之后放入烘箱在120℃下烘干得到生物基活性碳非织造布。
测试：
测试一：
照标准为《GB/T 3923.2-2013纺织品织物拉伸性能第1部分断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》隔距为100mm，拉伸速度100mm/min。
测试二：载碳量测试电子天平测量非织造基布浸渍前与烘干后的质量，计算方式如下：
W2＝(W1-W0)/W0
W＝W2*1/(C/R+1)*100％
W0为纤网的的质量，W1为烘干后活性炭布的质量，W2为活性炭布上活性炭与粘合剂的质量与涤纶纤网的质量之比，C为粘合剂的浓度，R为浸渍液中活性炭与粘合剂溶液的质量比，W为活性炭布上活性炭质量与活性炭布的质量之比，即载炭量。
在沼气产生过程中，往往会对粗植物纤维进行发酵，其剩余的固体都会浪费掉，在本发明中，将经过发酵的植物纤维先经过发酵，其液体气体作为正常使用，而剩下的无法被发酵分解的纤维进行再利用，通过混棉箱混棉，之后通过压棉箱压棉，之后通过梳理机梳理成纤网，并通过针刺机进行针刺疏松，得到纤维，纤网再浸泡在浸渍液中进行活性炭附着，烘干后得到物基活性碳非织造布。这样更加环保，利用了植物纤维厌氧发酵的废弃物。
并且经过测试，与传统的使用涤纶纤维进行制造非织造布进行对比，实施例一和对比例中载碳量相差不大，虽然力学性能有大幅下降，但是已经能够作为活性炭非织造布使用，这可能是由于植物纤维本身的强度就弱于塑料纤维，并且经过厌氧发酵后植物纤维也有所破坏。
而进一步实验发现，实施例二中在粘合剂中少量添加N-(3-三乙氧基硅基丙基)-4-羟基丁酰胺、N-三(羟甲基)甲氨基-2-羟基丙磺酸后，其力学强度有大幅度提升，也更加接近对比例采用涤纶纤维知道的非织造布的强度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。