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专利号: 2019102090378
申请人: 安徽倍健特生物科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-07-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.高强度可生物降解纳米塑料,其特征在于,由以下重量份原料制成:50‑75份改性聚乳酸,50‑70份改性淀粉纳米纤维,15‑35份偶联剂,15‑20份增塑剂,15‑20份抗氧剂,15‑25份聚丙烯酸,100‑150份乙酸乙酯,75‑100份无水乙醇;

该高强度可生物降解纳米塑料由如下方法制成:步骤S1、将改性聚乳酸加入装有乙酸乙酯的烧杯中,60℃水浴加热,匀速搅拌45min,之后加入聚丙烯酸,倒入搅拌装置中,搅拌30min后静置1h,作A液备用;

步骤S2、将改性淀粉纳米纤维加入装有无水乙醇的烧杯中,磁力搅拌1h后向烧杯中加入偶联剂,磁力搅拌15min,作B液;

步骤S3、将B液加入到A液中,加入抗氧剂,75℃水浴加热下磁力搅拌50min,超声震荡

15min后转移至反应釜中,反应釜压力升至1.3‑1.8MPa,升温至85℃,在此温度下反应4h,得到混合胶体;

步骤S4、将制备的混合胶体转移至烧杯中,置于真空度‑0.09MPa,温度为100℃的真空干燥箱中干燥8h,得到固体薄膜,将固体薄膜置于10000r/min的粉碎机中粉碎,得到粒径为

7‑80μm的固体粉末;

步骤S5、将固体粉末和增塑剂混合后加入模具中进行热压,控制压力为50‑80MPa,温度为120℃,热压20min后静置1h,制得所述高强度可生物降解纳米塑料;

所述改性聚乳酸由如下方法制成:

(1)将35mL乳酸、80mL二辛醚和5g氯化亚锡加入三口烧瓶中,将精馏塔塔头置于三口烧瓶上,升温至80℃,反应5h后升温至120℃,反应15h,之后将蒸出的溶剂加入装有100mL正己烷的烧杯中,得到粘状固态聚乳酸;

(2)将固态聚乳酸加入200mL无水乙醇中,匀速搅拌30min后升温,待固态聚乳酸恰好完全溶解后趁热过滤,将滤液静置2h后,再次过滤,将聚乳酸放置在烧杯中,置于40℃真空干燥箱中干燥10h;

(3)将5g甘氨酸和100mL10%的氢氧化钠溶液加入三口烧瓶中,用冰水浴冷却30min,将

10g二氯乙烯加入装有50mL丙三醇的烧杯中,匀速搅拌10min,待完全溶解后将烧杯中的液体加入三口烧瓶中,反应2h,用10%稀盐酸调节混合溶液的pH直至pH=4;用丁酸乙酯对混合溶液进行多次萃取,合并提取液,用无水乙醇洗涤三次后用丁酸乙酯进行重结晶,之后置于

50℃真空干燥箱中干燥6h,制得氯乙酰基甘氨酸;

(4)取15g干燥后的聚乳酸和50g氯乙酰基甘氨酸置于聚合瓶中,加入100mL无水乙醇,将聚合瓶放入干燥箱中,通入氮气,升温至60℃,保温5h后加入3g二月桂酸二丁基锡,反应

2h后抽滤,制得所述改性聚乳酸;

所述改性淀粉纳米纤维由如下方法制成:

(1)将50g淀粉加入150mL去离子水中,70℃水浴加热,匀速搅拌直至液体呈糊状,继续磁力搅拌3h,搅拌完成后静置30min,通入氮气,加入20mL10%二甲基亚砜,匀速搅拌10min,滴加10%稀盐酸直至混合液pH=5,反应2h,制得淀粉纺丝液,将淀粉纺丝液用板式过滤机过滤三次;

(2)将过滤后的淀粉纺丝液放入真空度为‑0.1MPa的真空脱泡机中进行脱泡,脱泡后通过纺织机的喷丝头将纺丝液纺入二甲基亚砜水溶液中,30℃下凝固成型,制得初生丝,初生丝在65℃水浴中预牵伸30min后,经过水洗、烘干、预定型、卷绕制得淀粉纳米原丝,将淀粉纳米原丝加入装有去离子水的烧杯中,之后加入硫酸钾,待凝固后制得淀粉纳米纤维;

(3)取20g淀粉纳米纤维加入三口烧瓶中,加入100mL无水乙醇,50℃水浴搅拌1h,后静置50min,加入0.3g三聚氰酸后转移至冰水浴中反应1h,升温至70℃,在此温度下反应5h后,将烧杯放入80℃干燥箱内干燥24h,制得所述改性淀粉纳米纤维。

2.根据权利要求1所述的高强度可生物降解纳米塑料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤S1、将改性聚乳酸加入装有乙酸乙酯的烧杯中,60℃水浴加热,匀速搅拌45min,之后加入聚丙烯酸,倒入搅拌装置中,搅拌30min后静置1h,作A液备用;

步骤S2、将改性淀粉纳米纤维加入装有无水乙醇的烧杯中,磁力搅拌1h后向烧杯中加入偶联剂,磁力搅拌15min,作B液;

步骤S3、将B液加入到A液中,加入抗氧剂,75℃水浴加热下磁力搅拌50min,超声震荡

15min后转移至反应釜中,反应釜压力升至1.3‑1.8MPa,升温至85℃,在此温度下反应4h,得到混合胶体;

步骤S4、将制备的混合胶体转移至烧杯中,置于真空度‑0.09MPa,温度为100℃的真空干燥箱中干燥8h,得到固体薄膜,将固体薄膜置于10000r/min的粉碎机中粉碎,得到粒径为

7‑80μm的固体粉末;

步骤S5、将固体粉末和增塑剂混合后加入模具中进行热压,控制压力为50‑80MPa,温度为120℃,热压20min后静置1h,制得所述高强度可生物降解纳米塑料。

3.根据权利要求2所述的高强度可生物降解纳米塑料的制备方法,其特征在于,步骤S1中所述搅拌装置包括搅拌机构(1)、加料机构(2)和气体循环机构(3),所述搅拌机构(1)安装在加料机构(2)中心位置,所述气体循环机构(3)安装在加料机构(2)左侧,所述气体循环机构(3)与加料机构(2)右侧连接;

所述搅拌机构(1)包括电机(11)、连接杆(12)、固定挡板(13)、桶盖(14)、连接竖杆(15)、搅拌叶片(16)、旋转杆(17)、搅拌头(18),所述电机(11)固定在连接杆(12)顶端,所述连接杆(12)贯穿固定挡板(13)和桶盖(14)中心位置,所述连接杆(12)下表面与连接竖杆(15)上表面中心位置接触且固定,所述固定挡板(13)下表面与桶盖(14)上表面接触,所述连接竖杆(15)两侧固定搅拌叶片(16),所述连接竖杆(15)底端中心位置连接旋转杆(17),所述旋转杆(17)底端固定在搅拌头(18)内部中心位置;

所述加料机构(2)包括加料桶(21)、进料口(22)、压力表(23)、液位计(24)、缓冲垫(25)、支撑挡板(26)、排气阀门(27)、排料口(28)、加料桶基座(29),所述桶盖(14)放置在料桶(21)顶端,所述进料口(22)安装在桶盖(14)左侧,所述进料口(22)底端伸入加料桶(21)内,所述压力表(23)安装在加料桶(21)上部左侧表面,所述液位计(24)安装在加料桶(21)下部左侧表面,所述缓冲垫(25)安装在加料桶(21)底部,所述缓冲垫(25)上表面与加料桶(21)下表面接触,所述缓冲垫(25)下表面与支撑挡板(26)上表面接触,所述排气阀门(27)安装在加料桶(21)上部右侧,所述排气阀门(27)贯穿加料桶(21)桶壁,所述排料口(28)安装在加料桶(21)右侧底端,所述加料桶基座(29)安装在加料桶(21)下方,所述加料桶基座(29)与支撑挡板(26)下表面接触;

所述气体循环机构(3)包括循环箱体(31)、过滤网(32)、温度控制器(33)、循环箱体底座(34)、连接管(35)、进气阀门(36),所述过滤网(32)和温度控制器(33)安装在循环箱体(31)内部,所述过滤网(32)安装在循环箱体(31)上端,所述温度控制器(33)安装在循环箱体(31)下端,所述连接管(35)从循环箱体(31)右侧中心位置连接至加料桶(21)上端,所述连接管(35)贯穿桶盖(14),所述进气阀门(36)安装在连接管(35)底部,所述循环箱体底座(34)安装在循环箱体(31)下方,所述循环箱体底座(34)与循环箱体(31)下表面接触。

4.根据权利要求3所述的高强度可生物降解纳米塑料的制备方法,其特征在于,所述搅拌机构(1)被桶盖(14)分隔成上下两部分,所述搅拌机构(1)下半部分置于加料桶(21)内部。

5.根据权利要求3所述的高强度可生物降解纳米塑料的制备方法,其特征在于,所述排气阀门(27)与压力表(23)等高。

6.根据权利要求3所述的高强度可生物降解纳米塑料的制备方法,其特征在于,过滤网(32)为矩形通风过滤网。