一种竹纤维束及其制备方法与流程

本发明涉及竹加工，尤其涉及一种竹纤维束及其制备方法。

背景技术：

1、由于竹子的外观造型，以及它的空心构造，使得竹材在应用方面受到了很大的限制，而重组竹的出现与应用，打破了这一局限，使得竹材得以广泛的应用于家居、建筑等行业。重组竹是将竹材纤维经过破碎、重组、高温压制等工序加工而成的，具有轻质、强度高、耐腐蚀、防火等优点，因此被广泛应用于建筑、家具、装饰等领域。竹纤维束的制备是重组竹的制备单元，其直接决定了重组竹的性能。

2、目前制备重组竹的竹纤维束一般都是将剖分后的竹筒通过机械疏解得到，通过机械疏解后，竹纤维束的表面形成了一系列点状、线段状裂纹，为胶黏剂提供了一定的渗透通道。但是仅仅通过这种物理疏解，仍然保留了大量的薄壁细胞，这会影响胶合，而且胶黏剂很难渗透到竹材的细胞壁，因此以这种纤维束制备出来的重组竹质量不稳定，容易发生跳丝现象。

3、现有技术cn108214713a公开了一种竹纤维束增韧耐冲击竹质板材的制备方法，利用碾压开纤法和机械疏解法制备竹纤维束，具体步骤包括：将竹材分片，然后通过碾压设备(竹材可以经蒸煮浸渍或热作用)使竹片中非纤维组织成分在物理力、热的作用下被去除，最终制得束状纤维。然而，这种仅靠机械和蒸煮作用无法去除纤维束中的薄壁细胞，而且提高的胶黏剂渗透性也有限，无法打开纤维细胞的细胞壁，让更多的胶黏剂渗入。

技术实现思路

1、为解决重组胶合界面不均匀容易发生跳丝现象的问题，特此提出本发明。

2、首先，本发明提供了一种竹纤维束的制备方法，包括：

3、将竹片先进行机械疏解，获得直径为0.2～0.5mm的竹纤维束；然后将所述竹纤维束置于化学溶液中进行化学疏解；

4、所述化学溶液为氢氧化钠、次氯酸钠、亚硫酸钠溶液中的至少一种。

5、本发明通过联合机械疏解和化学疏解的方式，不仅可以实现薄壁细胞从纤维束上的脱离，还可以打开纤维束的细胞壁层，提高纤维束的比表面积和渗透性，同时提高了竹纤维的纯度，使得重组竹的强度大幅度提升。

6、其中，本发明发现，控制机械疏解后的竹纤维束的直径为0.2～0.5mm，能够使得进一步化学疏解时，竹纤维束不会完全散开，同时能够获得适宜的疏解效果。如果纤维束直径过大，化学溶液不易渗入到纤维束内部的竹材细胞；如果纤维束直径过小，容易化学疏解过度降低纤维束的强度。

7、优选地，所述竹纤维束的含水率为50％～80％。

8、优选地，所述竹纤维束的含水率为65％～75％。

9、通过控制机械疏解后竹纤维束含水率在上述范围内，有利于促进竹纤维束在化学疏解后获得更佳的疏解状态，进一步提高纤维束的比表面积和渗透性。

10、优选地，所述化学溶液为氢氧化钠与亚硫酸钠的混合溶液，其中，氢氧化钠与亚硫酸钠的质量比为1:0.5～1.5。

11、本发明进一步发现，对直径为0.2～0.5mm的竹纤维束在氢氧化钠与亚硫酸钠的混合溶液中进行化学疏解时，能够进一步提高纤维束的比表面积和渗透性。

12、优选地，氢氧化钠与亚硫酸钠的质量比为1:0.8～1.2。

13、在上述质量比的化学溶液中化学疏解效果更佳。

14、优选地，所述化学溶液中，氢氧化钠的质量分数为3～7％；亚硫酸钠的质量分数为3～7％。

15、优选地，在60～100℃下化学疏解2～8h。

16、在一些实施方案中，采用1～10％的氢氧化钠溶液煮沸30min～2h进行化学疏解。

17、在一些实施方案中，采用0.5～5％的次氯酸钠(ph为4～5)在40～100℃下化学疏解6～48h。

18、在一些实施方案中，在所述化学疏解后，竹纤维束中木质素的含量为20wt％以下，优选为5wt％以下，更优选为3wt％以下。

19、在一些实施方案中，在所述化学疏解后，将竹纤维束用水洗至ph为6.5～7.5，然后干燥至含水率8％～15％，制得所述竹纤维束。

20、在一些实施方案中，干燥的温度为15～105℃。

21、在一些实施方案中，干燥的时间为8～100h。

22、在一些实施方案中，将原竹截成竹段、将所述竹段剖分后制得所述竹片。

23、在一些实施方案中，剖分后的竹片含水率为50％～70％。

24、在一些实施方案中，机械疏解1～4次。

25、在一些实施方案中，机械疏解后竹青竹黄脱落率为20％～90％。

26、进一步，本发明提供了采用上述任一实施方案中的制备方法制得的竹纤维束。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

28、本发明首先采用物理疏解打开竹纤维束的胞间层，提高竹纤维束的渗透性，使其有利于后续化学疏解溶液的渗入；在此基础上，通过特定的化学溶液进一步去除胞间层的木质素，使大部分薄壁细胞从竹纤维束中脱落，同时去除细胞壁中的木质素，使细胞壁层分开，为后续制备重组竹胶黏剂的浸渍打开通道，形成均匀的胶合界面。

技术特征：

1.一种竹纤维束的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述竹纤维束的含水率为50％～80％。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述竹纤维束的含水率为65％～75％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述化学溶液为氢氧化钠与亚硫酸钠的混合溶液，其中，氢氧化钠与亚硫酸钠的质量比为1:0.5～1.5。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，氢氧化钠与亚硫酸钠的质量比为1:0.8～1.2。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述化学溶液中，氢氧化钠的质量分数为3～7％；亚硫酸钠的质量分数为3～7％。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在60～100℃下化学疏解2～8h。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述化学疏解后，竹纤维束中木质素的含量为5wt％以下。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括：

10.一种竹纤维束，其特征在于，其由权利要求1～9中任一项所述的制备方法制得。

技术总结
本发明涉及竹加工技术领域，尤其涉及一种竹纤维束及其制备方法。该制备方法包括：将竹片先进行机械疏解，获得直径为0.2～0.5mm的竹纤维束；然后将所述竹纤维束置于化学溶液中进行化学疏解；所述化学溶液为氢氧化钠、次氯酸钠、亚硫酸钠溶液中的至少一种。本发明首先采用物理疏解打开竹纤维束的胞间层，提高竹纤维束的渗透性，使其有利于后续化学疏解溶液的渗入；在此基础上，通过特定的化学溶液进一步去除胞间层的木质素，使大部分薄壁细胞从竹纤维束中脱落，同时去除细胞壁中的木质素，使细胞壁层分开，为后续制备重组竹胶黏剂的浸渍打开通道，形成均匀的胶合界面。

技术研发人员：黄宇翔,于文吉,胡娟,余养伦
受保护的技术使用者：中国林业科学研究院木材工业研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14