CN105155351B

CN105155351B - 一种植物纤维和pha复合吸油纸及其制备方法

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Publication number: CN105155351B
Application number: CN201510514198.XA
Authority: CN
Inventors: 赵丽红; 赵晨; 何北海
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2015-08-20
Filing date: 2015-08-20
Publication date: 2017-04-19
Anticipated expiration: 2035-08-20
Also published as: CN105155351A

Abstract

本发明属于造纸工业特种纸制备技术领域，公开了一种植物纤维和PHA复合吸油纸及其制备方法。所述制备方法包括以下步骤：(1)将植物纤维加水疏解分散，控制植物纤维的质量浓度为1％～3％，得到疏解植物纤维悬浮液；(2)依次在疏解植物纤维悬浮液中加入助剂、填料和PHA，搅拌混合均匀，抄造成纸，干燥，得到植物纤维和PHA复合吸油纸。本发明以具有生物相容性和绿色环保的PHA与天然植物纤维进行复合，不仅节约成本，且所得吸油纸兼具良好的吸油不吸水、触感轻柔又可降解的效果，具有良好的应用前景。

Description

一种植物纤维和PHA复合吸油纸及其制备方法

技术领域

本发明属于造纸工业特种纸制备技术领域，具体涉及一种植物纤维和PHA复合吸油纸及其制备方法。

背景技术

面部吸油纸最早是由日本发展而来，意在擦去人们面部多余的油脂，从而保持面部清爽。吸油纸在擦去面部多余油脂的同时，还能避免面部毛孔的堵塞，防止痤疮，粉刺等的形成。因而一经上市便得到广大消费者的亲睐。市售的吸油纸根据材质主要分为两大类。一类是传统的以天然植物纤维为基材的吸油纸；第二类是以合成材料为基材的吸油膜。

由纯植物纤维构成的吸油纸，例如：棉，麻，原生木浆以及竹纤维等，虽然能够吸走面部多余油脂，但是吸油能力有限，同时由于是纯天然植物纤维，在吸油的同时也会吸走面部的水分，在使用过程中还存在着掉毛掉粉的现象，而且表面粗糙，给人们带来非常差的使用体验感。而合成材料大多是聚丙烯，丙烯酸丁酯/乙二醇二甲基丙烯酸酯交联聚合物等成膜剂。这种由合成材料制成的多孔状吸油膜，吸油效果好，触感轻柔，柔韧不易破损，在吸油的同时保留肌肤必要的水分，但问题是在使用之后，产品不易自然降解，对环境产生一定的污染；另一方面，由于材料本身性质，在使用时一经接触皮肤，在按压移开皮肤时便会发生粘连皮肤的现象。因此，开发一种新型的兼具良好的吸油不吸水，同时又可降解的吸油纸是本领域需要解决的一个问题。

发明内容

为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种植物纤维和PHA(聚羟基脂肪酸酯)复合吸油纸。

本发明的另一目的在于提供一种上述植物纤维和PHA复合吸油纸的制备方法。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种植物纤维和PHA复合吸油纸，由植物纤维、PHA、助剂和填料制备而成。

所述PHA是指用马来酸酐、丙烯酸或丙烯酸甲酯等接枝单体进行改性的PHA；所述改性的PHA的含量为植物纤维质量的2％～70％。

所述的植物纤维优选棉纤维、麻纤维或原生木浆纤维。

所述的助剂优选阳离子淀粉和阳离子聚丙烯酰胺；其中阳离子淀粉的含量为植物纤维质量的0.1％～1.25％，阳离子聚丙烯酰胺的含量为植物纤维质量的0.035％～0.095％。

所述的填料优选膨润土和滑石粉；其中膨润土的含量为植物纤维质量的0.1％～1.0％，滑石粉的含量为植物纤维质量的0.1％～1.0％。

优选地，所述植物纤维和PHA复合吸油纸的纸张定量为10～50g/m²。

上述植物纤维和PHA复合吸油纸的制备方法，包括以下步骤：

(1)将植物纤维加水疏解分散，控制植物纤维的质量浓度为1％～3％，得到疏解植物纤维悬浮液；

(2)依次在疏解植物纤维悬浮液中加入助剂、填料和改性PHA，搅拌混合均匀，抄造成纸，干燥，得到植物纤维和PHA复合吸油纸。

优选地，所述的改性PHA通过以下方法制备：将PHA加入到反应器中，加入有机溶剂并通入氮气保护，搅拌条件下加入马来酸酐、丙烯酸或丙烯酸甲酯接枝单体和引发剂，40℃～90℃温度下搅拌反应4h～24h，反应产物经分离纯化，干燥后得到改性PHA。

所述的有机溶剂优选二氯甲烷；所述的引发剂优选过氧化苯甲酰(BPO)。

所述的PHA、接枝单体和引发剂的质量比为10:(1～7):(0.1～5.0)。

本发明的原理是：PHA(聚羟基脂肪酸酯)本身具有疏水吸油的性质，利用其特点将其与纤维结合增强疏水吸油效果。但其与纤维的相容性较差，通过改性，增加其与纤维的相容性。不仅增强了疏水性能，更使得吸油效果更加显著。

本发明的制备方法及所得到的产物具有如下优点及有益效果：

(1)本发明得到的吸油纸在使用时，既有良好的吸油效果同时不吸走面部水分，破坏妆容，还能有比较舒适的使用体验感，不会觉得粗糙刺激皮肤等；

(2)本发明的吸油纸不仅触感柔软，表面光滑，而且疏水，不会吸走面部水分，具有出色的吸油效果，在吸油后该吸油纸的吸油部位会由原本的不透明变为透明，具有非常明显的指示效果；

(3)本发明所使用的PHA是一种可生物降解的，具有生物相容性和热塑性塑料性质的环境友好的生物质材料，其本身就具有疏水吸油的效果，通过与植物纤维的结合，吸收油脂锁进植物纤维，增加吸油量的同时将水分排除在外，形成一道强烈的屏障；

(4)本发明所使用的PHA是可用于医学组织工程的可生物降解的材料，具有生物相容性，绿色环保，通过与纤维复合，可以节约成本，是材料的创新应用和高效配置的体现；

(5)本发明所使用的PHA通过马来酸酐、丙烯酸或丙烯酸甲酯接枝共聚改性处理，和植物纤维具有优越的相容性。

附图说明

图1为本发明实施例1的吸油纸进行水接触角测试的结果图；

图2为本发明实施例2的吸油纸进行水接触角测试的结果图；

图3为本发明实施例3的吸油纸进行水接触角测试的结果图；

图4为本发明实施例4的吸油纸进行水接触角测试的结果图；

图5为本发明实施例5的吸油纸进行水接触角测试的结果图；

图6为本发明实施例6的吸油纸进行水接触角测试的结果图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

以下实施例1～5所述的改性PHA通过以下方法制备：按质量比为10:4:1称取PHA、接枝单体丙烯酸甲酯(MA)以及引发剂BPO；将PHA倒入三口烧瓶中，加入溶剂二氯甲烷，同时通入氮气保护，一定速度下均匀搅拌，在2分钟内分四次将MA和BPO加入到三口烧瓶中，一定温度下(40℃～90℃)加热搅拌反应12小时；所得接枝产物经丙酮抽提24小时，以去除未反应的接枝单体以及均聚物，之后干燥得到改性PHA。

实施例1

(1)将棉纤维加水疏解分散，得到疏解棉纤维悬浮液，控制棉纤维的质量浓度为1％；

(2)依次在疏解棉纤维悬浮液中加入相当于棉纤维质量0.75％的阳离子淀粉、0.04％的阳离子聚丙烯酰胺、0.5％的膨润土、0.5％的滑石粉和10％的改性PHA，搅拌混合均匀，然后将其倒入放有滤纸的布氏漏斗中过滤，将成形的湿纸页移动到两叠滤纸中，以去除多余的自由水，然后换掉湿滤纸，放入压榨机进行压榨干燥。抄造定量为30g/m²。得到植物纤维和PHA复合吸油纸。

本实施例得到的吸油纸进行水接触角测试，结果如图1所示；由图1可得出水的接触角为95.2°。其吸油量测试结果显示：吸油量为其自身重量的1.63倍。

实施例2

(2)依次在疏解棉纤维悬浮液中加入相当于棉纤维质量0.75％的阳离子淀粉、0.04％的阳离子聚丙烯酰胺、0.5％的膨润土、0.5％的滑石粉和20％的改性PHA，搅拌混合均匀，然后将其倒入放有滤纸的布氏漏斗中过滤，将成形的湿纸页移动到两叠滤纸中，以去除多余的自由水，然后换掉湿滤纸，放入压榨机进行压榨干燥。抄造定量为30g/m²。得到植物纤维和PHA复合吸油纸。

本实施例得到的吸油纸进行水接触角测试，结果如图2所示；由图2可得出水的接触角为113.0°。其吸油量测试结果显示：吸油量为其自身重量的1.98倍。

实施例3

(2)依次在疏解棉纤维悬浮液中加入相当于棉纤维质量0.75％的阳离子淀粉、0.04％的阳离子聚丙烯酰胺、0.5％的膨润土、0.5％的滑石粉和30％的改性PHA，搅拌混合均匀，然后将其倒入放有滤纸的布氏漏斗中过滤，将成形的湿纸页移动到两叠滤纸中，以去除多余的自由水，然后换掉湿滤纸，放入压榨机进行压榨干燥。抄造定量为30g/m²。得到植物纤维和PHA复合吸油纸。

本实施例得到的吸油纸进行水接触角测试，结果如图3所示；由图3可得出水的接触角为141.2°。其吸油量测试结果显示：吸油量为其自身重量的1.84倍。

实施例4

(2)依次在疏解棉纤维悬浮液中加入相当于棉纤维质量0.5％的阳离子淀粉、0.03％的阳离子聚丙烯酰胺、0.55％的膨润土、0.55％的滑石粉和40％的改性PHA，搅拌混合均匀，然后将其倒入放有滤纸的布氏漏斗中过滤，将成形的湿纸页移动到两叠滤纸中，以去除多余的自由水，然后换掉湿滤纸，放入压榨机进行压榨干燥。抄造定量为30g/m²。得到植物纤维和PHA复合吸油纸。

本实施例得到的吸油纸进行水接触角测试，结果如图4所示；由图4可得出水的接触角为112.3°。其吸油量测试结果显示：吸油量为其自身重量的1.98倍。

实施例5

(2)依次在疏解棉纤维悬浮液中加入相当于棉纤维质量0.5％的阳离子淀粉、0.03％的阳离子聚丙烯酰胺、0.4％的膨润土、0.4％的滑石粉和50％的改性PHA，搅拌混合均匀，然后将其倒入放有滤纸的布氏漏斗中过滤，将成形的湿纸页移动到两叠滤纸中，以去除多余的自由水，然后换掉湿滤纸，放入压榨机进行压榨干燥。抄造定量为30g/m²。得到植物纤维和PHA复合吸油纸。

本实施例得到的吸油纸进行水接触角测试，结果如图5所示；由图5可得出水的接触角为125.6°。其吸油量测试结果显示：吸油量为其自身重量的1.88倍。

实施例6

(2)依次在疏解棉纤维悬浮液中加入相当于棉纤维质量0.75％的阳离子淀粉、0.04％的阳离子聚丙烯酰胺、0.5％的膨润土、0.5％的滑石粉和30％的未改性的纯PHA，搅拌混合均匀，然后将其倒入放有滤纸的布氏漏斗中过滤，将成形的湿纸页移动到两叠滤纸中，以去除多余的自由水，然后换掉湿滤纸，放入压榨机进行压榨干燥。抄造定量为30g/m²。得到植物纤维和PHA复合吸油纸。

本实施例得到的吸油纸进行水接触角测试，结果如图6所示；由图6可得出水的接触角为93.0°。其吸油量测试结果显示：吸油量为其自身重量的1.35倍。

从以上实施例的结果可以看出，本发明的植物纤维和PHA复合吸油纸具有良好的疏水性和较高的吸油量，而且使用改性后的PHA相比未改性的纯PHA，其性能得到了进一步的提高。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种植物纤维和PHA复合吸油纸，其特征在于：由植物纤维、PHA、助剂和填料制备而成；所述的PHA是指用接枝单体马来酸酐、丙烯酸或丙烯酸甲酯进行改性的PHA；所述改性的PHA的含量为植物纤维质量的2％～70％。

2.根据权利要求1所述的一种植物纤维和PHA复合吸油纸，其特征在于：所述的植物纤维为棉纤维、麻纤维或原生木浆纤维。

3.根据权利要求1所述的一种植物纤维和PHA复合吸油纸，其特征在于：所述的助剂是指阳离子淀粉和阳离子聚丙烯酰胺，阳离子淀粉的含量为植物纤维质量的0.1％～1.25％，阳离子聚丙烯酰胺的含量为植物纤维质量的0.035％～0.095％。

4.根据权利要求1所述的一种植物纤维和PHA复合吸油纸，其特征在于：所述的填料是指膨润土和滑石粉；膨润土的含量为植物纤维质量的0.1％～1.0％，滑石粉的含量为植物纤维质量的0.1％～1.0％。

5.根据权利要求1～4任一项所述的一种植物纤维和PHA复合吸油纸，其特征在于：所述复合吸油纸的纸张定量为10～50g/m²。

6.权利要求1～5任一项所述的一种植物纤维和PHA复合吸油纸的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(2)依次在疏解植物纤维悬浮液中加入助剂、填料和PHA，搅拌混合均匀，抄造成纸，干燥，得到植物纤维和PHA复合吸油纸。

7.根据权利要求6所述的一种植物纤维和PHA复合吸油纸的制备方法，其特征在于：所述的PHA是指通过以下方法进行改性的PHA：将PHA加入到反应器中，加入有机溶剂并通入氮气保护，搅拌条件下加入接枝单体马来酸酐、丙烯酸或丙烯酸甲酯和引发剂，40℃～90℃温度下搅拌反应4h～24h，反应产物经分离纯化，干燥后得到改性的PHA。

8.根据权利要求7所述的一种植物纤维和PHA复合吸油纸的制备方法，其特征在于：所述的有机溶剂是指二氯甲烷；所述的引发剂是指过氧化苯甲酰。

9.根据权利要求7所述的一种植物纤维和PHA复合吸油纸的制备方法，其特征在于：所述的PHA、接枝单体和引发剂的质量比为10:(1～7):(0.1～5.0)。