專(zhuān)利名稱：一種基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料制備薄膜的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜的制備方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)每年屠宰大量牲畜及禽類(lèi)，排放大量的屠宰廢棄物。有畜毛、羽毛、蹄殼、角毛被、表皮、趾甲等，這些屠宰廢棄物若處理不善不但會(huì)污染環(huán)境而且會(huì)造成資源的浪費(fèi)。近年來(lái)政府部門(mén)不斷加大對(duì)屠宰廢棄物處理問(wèn)題的重視，出臺(tái)了一些積極的政策。屠宰廢棄物如何綜合開(kāi)發(fā)利用，是目前急待解決的問(wèn)題。禽類(lèi)的羽毛中含有大量的角蛋白，目前國(guó)內(nèi)外已有人經(jīng)過(guò)在采取適當(dāng)處理方法處理屠宰廢棄物，大體都是以化學(xué)法處理，可生物分為酸堿處理法、還原法、氧化法等。在進(jìn)行化學(xué)法處理屠宰廢棄物時(shí)，常加入一定量的變性劑、表面活性劑等試劑，以破壞分子間作用力、氫鍵等來(lái)處理屠宰廢棄物，但所用試劑對(duì)環(huán)境造成污染。隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，廢舊高分子材料實(shí)現(xiàn)能量和資源的閉路循環(huán)的綠色化利用前景廣闊，應(yīng)用價(jià)值也越來(lái)越大。只有充分開(kāi)發(fā)高分子材料的循環(huán)利用，才能使高分子材料真正成為對(duì)自然環(huán)境友好的材料，這對(duì)于可生物持續(xù)發(fā)展具有非常重要和深遠(yuǎn)的意義。合成高分子具有價(jià)格便宜，加工簡(jiǎn)單，合成纖維除了具有化學(xué)纖維的一般優(yōu)越性能，如強(qiáng)度高、質(zhì)輕、易洗快干、彈性好、不怕霉蛀等特點(diǎn)，給人類(lèi)生活帶來(lái)極大方便，在生產(chǎn)中的應(yīng)用也極為廣泛，但絕大部分不能像天然纖維一樣在自然界中降解。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜的制備方法。本發(fā)明所選用的離子液體能夠作為禽類(lèi)羽毛和毛發(fā)等角蛋白、甲殼質(zhì)、合成高聚物的溶劑，利用本發(fā)明，制備共混膜時(shí)無(wú)需其他改性試劑、表面活性劑等助劑，制備共混膜溶劑組成非常簡(jiǎn)單，原則上只是離子液體。如此簡(jiǎn)單處理屠宰廢棄物，不產(chǎn)生助劑污染，解決廢水的污染問(wèn)題。因此，通過(guò)共混加工成型的膜中各種材料不僅能夠保持自身原有的優(yōu)點(diǎn)，還能通過(guò)不同分子之間的相互作用結(jié)合，各種優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，因而獲得優(yōu)越的高分子共混膜。本發(fā)明方法工藝簡(jiǎn)單，操作方便，綠色無(wú)污染，對(duì)工作人員及環(huán)境友好。本發(fā)明的一種基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜的制備方法如下(I)將家禽羽毛、毛發(fā)或甲殼質(zhì)以及合成高聚物用水漂洗干凈，再以有機(jī)醇清洗，焙烘干燥至恒重；(2)將家禽羽毛40-96%、合成高聚物4_60%與離子液體，毛發(fā)10_95%、合成高聚物5-90%與離子液體或甲殼質(zhì)25-95%、合成高聚物5-75%與離子液體混合均勻，在室溫至130°C下溶解IOmin-IOh,配制成溶質(zhì)總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-50%的溶液，上述百分比均為質(zhì)量百分比；
(3)將上述所得溶液轉(zhuǎn)移至容器內(nèi)，在室溫至80°C的溫度，壓力0. OlMPa-O. IMPa條件下脫泡后成膜，所制得的膜放入溫度為室溫至90°C的凝固浴中固化成膜，固化后取出水洗、晾干即獲得基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜。所述步驟(I)中的禽類(lèi)羽毛選自雞毛、鴨毛或鵝毛。所述步驟(I)中的甲殼質(zhì)選自蝦殼或蟹殼。所述步驟(I)中的毛發(fā)為動(dòng)物毛發(fā)，選自人發(fā)、羊毛、豬毛、牛毛、兔毛、馬尾巴毛或牦牛毛。所述步驟(I)中的合成高聚物為脂肪族聚酯類(lèi)高分子，選自聚乳酸(PLA)、聚乙烯 醇(PVA)、乳酸-己內(nèi)酯共聚物、乙交酯-丙交酯共聚物或己內(nèi)酯-聚醚共聚物。所述步驟(I)中的有機(jī)醇為甲醇、乙醇或異丙醇。所述步驟(2)中的離子液體為咪唑、批唳或苯并咪唑離子液體。所述步驟(3)中的凝固浴為去離子水、自來(lái)水、醇中的一種或幾種。所述的凝固浴為去離子水與醇的混合溶液或自來(lái)水與醇的混合溶液時(shí)，醇的體積百分含量為1_99%。針對(duì)背景技術(shù)中已有問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜的方法。利用本發(fā)明，制備共混膜時(shí)無(wú)需其他改性試劑、表面活性劑等助劑，制備共混膜溶劑組成非常簡(jiǎn)單，原則上只是離子液體。將合成高聚物、畜毛、羽毛、蹄殼、角毛被、表皮、趾甲等與離子液體，或合成高聚物、毛發(fā)和離子液體，或可合成高聚物、甲殼質(zhì)和離子液體混合均勻，在溫度作用下形成混合均勻溶液，將混合液倒在成膜板上，然后再在真空脫泡后成膜，將所制的混合溶液放在合適的容器中，再放入適當(dāng)?shù)哪淘≈泄袒赡ぃ袒笕〕鏊戳栏杉吹没谏镔|(zhì)材料的高分子共混膜。如此簡(jiǎn)單處理屠宰廢棄物，不產(chǎn)生助劑污染，解決廢水的污染問(wèn)題。具體的說(shuō)，本發(fā)明設(shè)計(jì)提供一種基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜的制備方法，SP應(yīng)用上述的離子液體為溶劑對(duì)合成高聚物、畜毛、羽毛、蹄殼、角毛被、表皮、趾甲、人類(lèi)毛發(fā)、甲殼質(zhì)等進(jìn)行溶解，對(duì)溶解后形成的混合溶液進(jìn)行成膜。在制備共混膜時(shí)，混合溶液中僅含所需合成高聚物、畜毛、羽毛、蹄殼、角毛被、表皮、趾甲、人類(lèi)毛發(fā)、甲殼質(zhì)和離子液體?？稍诔Ｒ?guī)的實(shí)驗(yàn)條件下實(shí)施，在此條件下，屠宰廢棄物的溶解度隨時(shí)間、溫度而變化，可生物以利用時(shí)間和溫度來(lái)控制溶解度。有益效果(I)利用本發(fā)明，制備共混膜時(shí)無(wú)需其他改性試劑、表面活性劑等助劑，制備共混膜溶劑組成非常簡(jiǎn)單，原則上只是離子液體。(2)方法簡(jiǎn)單，操作方便，如此簡(jiǎn)單處理屠宰廢棄物，不產(chǎn)生助劑污染，解決廢水的污染問(wèn)題，因此綠色無(wú)污染，對(duì)工作人員及環(huán)境友好。(3)通過(guò)共混加工成型的膜中各種材料不僅能夠保持自身原有的優(yōu)點(diǎn)，還能通過(guò)不同分子之間的相互作用結(jié)合各種優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而獲得優(yōu)越的高分子共混膜。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。實(shí)施例I將禽類(lèi)羽毛、合成高聚物原料清洗干燥后，稱取禽類(lèi)羽毛2. 5g、合成高聚物2. 5g將禽類(lèi)羽毛、合成高聚物原料剪成1_5_，溶解于I-丁基-3-甲基咪唑氯鹽離子液體中，溫度95°C，在機(jī)械攪拌的作用下，溶解9h，制成溶解質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7. 5%成膜溶液，在真空烘箱脫泡后，倒在玻璃板上，用自制的具有一定厚度的玻璃棒刮膜，然后將所刮膜和玻璃板一同放入70°C的去離子水凝固浴中，經(jīng)固化后將膜取出，經(jīng)5次水洗后晾干即得基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜。該膜厚度為0.5mm。實(shí)施例2將甲殼質(zhì)、合成高聚物原料清洗干燥后，稱取甲殼質(zhì)2. 5g、合成高聚物2. 5g，將甲殼質(zhì)、合成高聚物原料剪碎，溶解于I-丁基-3-甲基咪唑氯鹽離子液體中，溫度100°C，在機(jī)械攪拌的作用下，溶解9h，制成溶解質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7. 5%成膜溶液，在真空烘箱脫泡后，倒在玻璃板上，用自制的具有一定厚度的玻璃棒刮膜，然后將所刮膜和玻璃板一同放入70°C的去離子水凝固浴中，經(jīng)固化后將膜取出，經(jīng)5次水洗后晾干即得基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜。該膜厚度為0. 5mm。實(shí)施例3將毛發(fā)、合成高聚物原料清洗干燥后，稱取毛發(fā)2. 5g、合成高聚物2. 5g，將毛發(fā)、合成高聚物原料剪成l_5mm，溶解于I-丁基-3-甲基咪唑氯鹽離子液體中，溫度120°C，在 機(jī)械攪拌的作用下，溶解9h，制成溶解質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7. 5%成膜溶液，在真空烘箱脫泡后，倒在玻璃板上，用自制的具有一定厚度的玻璃棒刮膜，然后將所刮膜和玻璃板一同放入70°C的去離子水凝固浴中，經(jīng)固化后將膜取出，經(jīng)5次水洗后晾干即得基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜。該膜厚度為0. 5mm。實(shí)施例4將禽類(lèi)羽毛、合成高聚物原料清洗干燥后，稱取禽類(lèi)羽毛2. 5g、合成高聚物2. 5g,將禽類(lèi)羽毛、合成高聚物原料剪成l_5mm，溶解于I- 丁基-3-甲基咪唑烯丙基鹽離子液體中，溫度90°C，在機(jī)械攪拌的作用下，溶解9h，制成溶解質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%成膜溶液，在真空烘箱脫泡后，倒在玻璃板上，用自制的具有一定厚度的玻璃棒刮膜，然后將所刮膜和玻璃板一同放入70°C的去離子水凝固浴中，經(jīng)固化后將膜取出，經(jīng)5次水洗后晾干即得基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜。該膜厚度為0.65mm。實(shí)施例5將甲殼質(zhì)、合成高聚物原料清洗干燥后，稱取甲殼質(zhì)2. 5g、合成高聚物2. 5g，將甲殼質(zhì)、合成高聚物原料剪碎，溶解于I-丁基-3-甲基咪唑烯丙基鹽離子液體中，溫度100°C，在機(jī)械攪拌的作用下，溶解9h，制成溶解質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%成膜溶液，在真空烘箱脫泡后，倒在玻璃板上，用自制的具有一定厚度的玻璃棒刮膜，然后將所刮膜和玻璃板一同放入70°C的去離子水凝固浴中，經(jīng)固化后將膜取出，經(jīng)5次水洗后晾干即得基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜。該膜厚度為0. 65mm。實(shí)施例6將毛發(fā)、合成高聚物原料清洗干燥后，稱取毛發(fā)2. 5g、合成高聚物2. 5g，將毛發(fā)、合成高聚物原料剪成l_5mm，溶解于I-丁基-3-甲基咪唑烯丙基鹽離子液體中，溫度120°C，在機(jī)械攪拌的作用下，溶解9h，制成溶解質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%成膜溶液，在真空烘箱脫泡后，倒在玻璃板上，用自制的具有一定厚度的玻璃棒刮膜，然后將所刮膜和玻璃板一同放入 85°C的去離子水凝固浴中，經(jīng)固化后將膜取出，經(jīng)5次水洗后晾干即得基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜。該膜厚度為0.65mm。
權(quán)利要求
1.一種基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜的制備方法，該制備方法如下 (I)將家禽羽毛、毛發(fā)或甲殼質(zhì)以及合成高聚物用水漂洗干凈，再以有機(jī)醇清洗，焙烘干燥至恒重； (2 )將家禽羽毛40-96%、合成高聚物4-60%與離子液體，毛發(fā)10-95%、合成高聚物5-90%與離子液體或甲殼質(zhì)25-95%、合成高聚物5-75%與離子液體混合均勻，在室溫至130°C下溶解IOmin-IOh,配制成溶質(zhì)總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-50%的溶液，上述百分比均為質(zhì)量百分比； (3)將上述所得溶液轉(zhuǎn)移至容器內(nèi)，在室溫至80°C的溫度，壓力0. OlMPa-O. IMPa條件下脫泡后成膜，所制得的膜放入溫度為室溫至90°C的凝固浴中固化成膜，固化后取出水洗、晾干即獲得基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜的制備方法，其特征在于所述步驟(I)中的禽類(lèi)羽毛選自雞毛、鴨毛或鵝毛。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜的制備方法，其特征在于所述步驟(I)中的甲殼質(zhì)選自蝦殼或蟹殼。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜的制備方法，其特征在于所述步驟(I)中的毛發(fā)為動(dòng)物毛發(fā)，選自人發(fā)、羊毛、豬毛、牛毛、兔毛、馬尾巴毛或牦牛毛。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜的制備方法，其特征在于所述步驟(I)中的合成高聚物為脂肪族聚酯類(lèi)高分子，選自聚乳酸、聚乙烯醇、乳酸-己內(nèi)酯共聚物、乙交酯-丙交酯共聚物或己內(nèi)酯-聚醚共聚物。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜的制備方法，其特征在于所述步驟(I)中的有機(jī)醇為甲醇、乙醇或異丙醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中的離子液體為咪唑、吡啶或苯并咪唑離子液體。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中的凝固浴為去離子水、自來(lái)水、醇中的一種或幾種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜的制備方法，其特征在于所述的凝固浴為去離子水與醇的混合溶液或自來(lái)水與醇的混合溶液時(shí)，醇的體積百分含量為1_99%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜的制備方法，該方法先將合成高聚物、生物質(zhì)材料和離子液體混合均勻，在室溫至130℃下溶解10min-10h，配制成溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-50%的溶液，然后再真空脫泡后成膜，將所制的混合溶液放入成膜器皿，再放入適當(dāng)?shù)哪淘≈泄袒赡?，固化后取出，水洗晾干即得基于生物質(zhì)材料的高分子共混膜。本發(fā)明所選用的離子液體能夠作為禽類(lèi)羽毛和毛發(fā)等角蛋白、甲殼質(zhì)、合成高聚物的溶劑，通過(guò)共混加工成型的膜中各種材料不僅能夠保持自身原有的優(yōu)點(diǎn)，還能通過(guò)不同分子之間的相互作用結(jié)合各種優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而獲得優(yōu)越的高分子共混膜。本發(fā)明方法工藝簡(jiǎn)單，操作方便，綠色無(wú)污染，對(duì)工作人員及環(huán)境友好。
文檔編號(hào)C08L5/08GK102775623SQ201210238078
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者王明, 趙濤 申請(qǐng)人:東華大學(xué)