一种温度敏感型角蛋白基吸释油材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种温度敏感型角蛋白基吸释油材料的制备方法。要解决的技术问题是合成吸油材料释油能力差，天然吸油材料吸油量较低。本发明专利技术包括以下步骤：①角蛋白纤维的制备；②温度敏感型角蛋白基吸释油性材料的制备：将上一步制备的角蛋白纤维装入反应器中，加入缓冲溶液后，缓缓加入溶解于丙酮中的交联剂，在温度25‑50℃下持续交联反应12‑24小时；再加入温度敏感性材料，加入三氟化硼乙醚溶液后持续交联反应2‑4小时，加入固定剂戊二醛，最后将反应产物取出进行洗涤、成型、干燥得到温度敏感型角蛋白基吸释油性材料。采用上述技术方案后的本发明专利技术具具有“一洗就掉”的优良性能，且材料可多次循环使用，能自然降解，无污染。

Preparation method of temperature sensitive keratin base releasing oil material

The invention discloses a preparation method of a temperature sensitive keratin base releasing oil material. The technical problem to be solved is that the synthetic oil absorbing material has poor oil releasing capacity and low oil absorption capacity of the natural oil absorption material. The invention comprises the following steps: keratin fiber preparation; the temperature sensitive keratin based absorbing and releasing oily material preparation: one step preparation of keratin fibers into reactor, adding buffer solution, crosslinking agent is added slowly dissolved in acetone, the crosslinking reaction of 12 24 in 25 hours of continuous temperature 50 DEG C; adding temperature sensitive materials, adding three boron trifluoride ether solution after crosslinking reaction of 2 4 hours, adding glutaraldehyde fixed, final reaction product is removed for washing, molding and drying to obtain the temperature sensitive keratin based absorbing and releasing oily materials. After adopting the technical proposal, the invention has excellent performance of \one wash and fall\, and the material can be recycled for many times, and can be naturally degraded without pollution.

【技术实现步骤摘要】
一种温度敏感型角蛋白基吸释油材料的制备方法
本专利技术涉及一种吸释油材料，具体涉及一种温度敏感型吸释油材料的制备方法。
技术介绍
目前吸油材料主要分为高吸油树脂、合成吸油纤维、天然改性有机吸油材料以及天然吸油材料。高吸油树脂包括CEMA/DCA、MMA/DCA共聚物、苯乙烯/丙烯酸丁酯共聚物等；合成吸油纤维包括通过湿法溶液纺丝、熔融纺丝和静电纺丝法制备的聚丙烯喷熔材料、丙烯腈/聚甲基丙烯酸丁酯共混纤维、甲基丙烯酸丁酯/苯乙烯共聚物纤维、甲基丙烯酸酯吸油纤维等材料；天然吸油材料包括植物纤维(木棉纤维、杨树绒毛纤维、竹纤维等)和蛋白纤维(角蛋白纤维、胶原纤维等)，天然改性有机纤维材料是指对天然吸油材料进行物理及化学改性以改善其吸附性能及疏水性。合成吸油材料吸油能力高，但是其释油能力差，且生物降解能力差，易对环境造成二次污染。天然吸油材料来源广泛，可以生物降解，但是其吸油量较低，吸油的同时也会吸水。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是合成吸油材料吸油能力高，但是其释油能力差，天然吸油材料吸油量较低，提供一种兼具高效的疏水亲油特性，又可根据温度变化调节吸释油能力的一种温度敏感型角蛋白基吸释油材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用下述技术方案：一种温度敏感型角蛋白基吸释油材料的制备方法，包括以下步骤：①角蛋白纤维的制备：将角蛋白原料经高速粉碎机粉碎，得到角蛋白纤维，对角蛋白纤维进行脱脂、晾干；②温度敏感型角蛋白基吸释油性材料的制备：将上一步制备的角蛋白纤维装入反应器中，加入缓冲溶液，搅拌均匀后，缓缓加入溶解于丙酮中的交联剂(丙酮加入量为交联剂质量的10倍)，在温度25-50℃下持续交联反应12-24小时；再加入温度敏感性材料，加入量为角蛋白纤维质量的2-5％，加入三氟化硼乙醚溶液后持续交联反应2-4小时，加入固定剂戊二醛进行结构固定，加入量为角蛋白质量的2-5％，最后将反应产物取出；将取出的反应产物进行洗涤、成型、干燥得到温度敏感型角蛋白基吸释油性材料。步骤①所述的角蛋白原料为羊毛角蛋白、动物蹄角和家禽羽毛中的一种或多种以任意比例混合，角蛋白原料经高速粉碎机粉碎，粉碎后得到到50-120目的角蛋白纤维。步骤①对角蛋白纤维进行脱脂、晾干时，首先使用角蛋白纤维质量2-5％的非离子脱脂剂脂肪醇聚氧乙烯醚洗涤进行脱脂，在转动的条件下在转鼓内连续搅拌60-120分钟，再用角蛋白质量2-3倍的丙酮浸泡过夜将脂类物质脱除干净，用清水洗涤2-3次，自然晾干。步骤②所述的温度敏感性材料为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素中的任意一种。步骤②所述的交联剂为3-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、3-(2,3环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、2-(3,4环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、3-(2,3环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷中的任意一种交联剂；将交联剂溶解于交联剂10倍质量的丙酮中后再加入装有角蛋白纤维的反应器中。将交联剂加入其10倍质量的丙酮中，使交联剂获得最高的反应活性。步骤②所述的缓冲溶液为PBS缓冲液，其pH值缓冲范围为7.0-7.6，组成成分为H2O、NaCl、Na2HPO4及NaH2PO4。步骤②所述的加入三氟化硼乙醚溶液的加入量为反应器中物料总质量的2％,，加入三氟化硼乙醚溶液后的交联反应温度为50-60℃。步骤②所述交联剂的用量为角蛋白纤维质量的5-10％。步骤②所述固定剂为戊二醛、改性戊二醛、乙二醛或糠醛，加入量为角蛋白质量的2-5％。步骤②所述的洗涤、成型、干燥步骤为用蒸馏水洗涤2-3次，加入50-100倍质量的水在成型器中成型，经真空或者自然干燥，得到温度敏感型角蛋白基吸油性材料。本专利技术的制备原理如下：使用的温度敏感型材料为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素，这三种材料结构及性质相似，都含有较多的羟基。羧甲基纤维素的结构式为：羟乙基纤维素的结构式为：羟丙基纤维素的结构式为：羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素是一种温度敏感型的凝胶及骨架材料，其分子在水中有着特殊的构象，它通过氢键和范德华力等分子作用力，互相缠绕、结合，形成一个三维空间网络结构，在常温下能够结合大量的油水混合物，此时，油水混合物渗入此交联高聚物网络结构中发生膨胀，大量保存吸收了油水分子，经过一段时间达到了溶胀平衡。它们存在的作用是在此种角蛋白基吸释油材料中起着温度敏感型凝胶开关的作用，当温度上升时，凝胶体系的孔径度增大，交联程度下降，导致凝胶的溶胀平衡被破坏，网络的分子链活动性增加，由于凝胶内部的溶液与其周围的溶液之间存在渗透压，可以使吸收的油分子在热动力作用下尽量排出。另外，其分子中含有大量的羟基，可以与交联剂在一定条件下发生交联反应，形成一个具有一定固定网络状结构的凝胶网络。本专利技术所用的角蛋白材料主要来自于纺织及皮革制造过程中产生的废弃羊毛，屠宰加工过程中家禽废毛，以及各种动物废毛及动物蹄角。这些废弃的角蛋白是一种天然的高分子材料，如果随意丢弃会造成环境污染也会造成资源浪费。角蛋白为一种疏水性较强的蛋白质，本身就具有疏水亲油的特征，其分子链中含有大量的活性基团，比如氨基、羧基以及羟基，这些基团都可以与交联剂发生化学反应，形成高分子交联产物。3-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷等是一种化学改性剂及交联剂，其上的环氧基可以与氨基、羧基、羟基等多种化学基团反应，形成新的化学基团，与羧甲基纤维素(羟乙基纤维素、羟丙基纤维素)及角蛋白纤维形成交联网络结构。同时，在固化结构中引入了Si-O-C链，可以提高材料的断裂韧性，加强材料的应用性能。本专利技术所涉及的含环氧基的有机硅改性剂是3-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，3-(2,3环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷，3-(2,3环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷，2-(3,4环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷，2-(3,4环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷，3-(2,3环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷中的任意一种，含量达到98％以上。用量为角蛋白纤维质量的5％-10％。所涉及到的6种交联剂的结构为：3-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷3-(2,3环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷3-(2,3环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基2-(3,4环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷2-(3,4环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷3-(2,3环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基本专利技术所涉及的角蛋白原料包括羊毛，牛毛等各种哺乳动物的毛发，主要为废弃没有纺织加工价值的毛发及皮革加工过程中脱毛工序中产生的废毛，以及其他行业产生的废毛。此外，家禽类的羽毛，动物的蹄角(牛、羊、猪)也可作为角蛋白的来源。本专利技术制备的温度敏感型吸释油材料是基于对天然角蛋白进行化学改性所制备的一种兼具高效的疏水亲油特性，又可根据温度变化调节吸释油能力的一种新型吸油材料；温度敏感型吸释油材料由羧甲基纤维素(羟乙基纤维素、羟丙基纤维素)、角蛋白、3-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷等交联剂通过聚合交联反应制备。所制备的温度敏感型吸释油材料具有高效的吸油及解油性能，在吸油后通过高温水洗或者在一定温度下加热的方法就可洗去已吸附的油脂类物质，具有“一洗就掉”的优良性能，且材料可多次循环使用，能自然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度敏感型角蛋白基吸释油材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：①角蛋白纤维的制备：将角蛋白原料经高速粉碎机粉碎，得到角蛋白纤维，对角蛋白纤维进行脱脂、晾干；②温度敏感型角蛋白基吸释油性材料的制备：将上一步制备的角蛋白纤维装入反应器中，加入缓冲溶液，搅拌均匀后，缓缓加入交联剂，在温度25‑50℃下持续交联反应12‑24小时；再加入温度敏感性材料，加入量为角蛋白纤维质量的2‑5%，加入三氟化硼乙醚溶液后持续交联反应2‑4小时，加入固定剂进行结构固定，最后将反应产物取出；将取出的反应产物进行洗涤、成型、干燥得到温度敏感型角蛋白基吸释油性材料。

【技术特征摘要】
1.一种温度敏感型角蛋白基吸释油材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：①角蛋白纤维的制备：将角蛋白原料经高速粉碎机粉碎，得到角蛋白纤维，对角蛋白纤维进行脱脂、晾干；②温度敏感型角蛋白基吸释油性材料的制备：将上一步制备的角蛋白纤维装入反应器中，加入缓冲溶液，搅拌均匀后，缓缓加入交联剂，在温度25-50℃下持续交联反应12-24小时；再加入温度敏感性材料，加入量为角蛋白纤维质量的2-5%，加入三氟化硼乙醚溶液后持续交联反应2-4小时，加入固定剂进行结构固定，最后将反应产物取出；将取出的反应产物进行洗涤、成型、干燥得到温度敏感型角蛋白基吸释油性材料。2.根据权利要求1所述的温度敏感型角蛋白基吸释油材料的制备方法，其特征在于：步骤①所述的角蛋白原料为羊毛角蛋白、动物蹄角和家禽羽毛中的一种或多种以任意比例混合，角蛋白原料经高速粉碎机粉碎，粉碎后得到粒径在50-120目范围内的角蛋白纤维粉末。3.根据权利要求1所述的温度敏感型角蛋白基吸释油材料的制备方法，其特征在于：步骤①对角蛋白纤维进行脱脂、晾干时，首先使用角蛋白纤维质量2-5%的非离子脱脂剂脂肪醇聚氧乙烯醚洗涤进行脱脂，在转动的条件下在转鼓内连续搅拌60-120分钟，再用角蛋白质量2-3倍的丙酮浸泡过夜将脂类物质脱除干净，用清水洗涤2-3次，自然晾干。4.根据权利要求1所述的温度敏感型角蛋白基吸释油材料的制备方法，其特征在于：步骤②所述的温度敏感性材料为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素中的任意一种。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏小舟，王英杰，赵乾博，王程展，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41