当前位置: 首页 > 专利查询>新疆大学专利>正文

改性皂石、聚乳酸/黄腐植酸季铵盐改性皂石复合材料及其制备方法和制品技术

技术编号:10043691 阅读:189 留言:0更新日期:2014-05-14 14:49
本发明专利技术涉及改性皂石、聚乳酸/黄腐植酸季铵盐改性皂石复合材料技术领域,是一种改性皂石、聚乳酸/黄腐植酸季铵盐改性皂石复合材料及其制备方法和制品;该改性皂石,原料包括皂石和黄腐植酸季铵盐,皂石和黄腐植酸季铵盐的质量比为1:0.5至1:3。本发明专利技术聚乳酸/黄腐植酸季铵盐改性皂石复合材料及其制品较现有技术聚乳酸基材在拉伸强度和耐热性能都有明显提高,本发明专利技术聚乳酸/黄腐植酸季铵盐改性皂石复合材料的抗菌性能较现有技术聚乳酸基材有显著提高,从而拓展了聚乳酸基材的应用领域,且本发明专利技术对于风化煤资源和皂石资源的高附加值开发具有重要推动意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及改性皂石、聚乳酸/黄腐植酸季铵盐改性皂石复合材料
,是一种改性皂石、聚乳酸/黄腐植酸季铵盐改性皂石复合材料及其制备方法和制品。
技术介绍
聚乳酸(Polylactic acid)高分子材料,不仅在自然环境中可以自然降解,而且在生物体内可以降解,无毒且生物相容性好。目前主要作为组织工程支架材料、药控缓释材料等而被广泛应用。与传统塑料如聚丙烯等相比,聚乳酸焚烧后产物为二氧化碳和水,产生的二氧化碳可以被植物吸收,参与植物的光合作用,不会造成环境负荷,是一种环境友好型的高分子材料。由于聚乳酸结晶速度缓慢导致聚乳酸存在致命的缺陷-质脆、力学性能差且热稳定性较差等。由于聚乳酸是不依赖石油原料的非石油类生物高分子材料。根据生物友好材料发展的要求,不但要有良好的力学强度、加工性能、还要具有良好的环境适应性和高效、广谱的长效抗菌性。因此赋予其抗菌功能对聚乳酸材料在医用领域的应用意义更为重大,因此使其应用领域受到限制。为了克服聚乳酸的这些缺陷,需要对聚乳酸进行复合改性以拓展其应用领域。皂石是一类三八面体粘土矿,不同于普通的蒙脱石等二八面体粘土类矿物,具有T-O-T三八面体结构,因四面体中的硅被铝取代,酸性比其他粘土矿强;八面体中没有空位,其稳定性能高于蒙脱土。然而,目前皂石常常仅用于做无机凝胶用于牙膏助剂使用,并没有得到高附加值开发。风化煤是指暴露于地表或位于地表浅层的煤, 俗称露头煤。风化煤含有大量含氧活性官能团, 如羧基、酚羟基、醌基、醇羟基等。由于风化煤经过风化氧化后, 绝大部分失去作为动力燃料和炼焦煤的价值,大部分被作为废弃物而没有得到有效利用,因而利用率不高。
技术实现思路
本专利技术提供了一种改性皂石、聚乳酸/黄腐植酸季铵盐改性皂石复合材料及其制备方法和制品,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决聚乳酸材料应用受到限制、皂石的附加值低和风化煤利用率低的问题。本专利技术的技术方案之一是通过以下措施来实现的:一种改性皂石,原料包括皂石和黄腐植酸季铵盐,皂石和黄腐植酸季铵盐的质量比为1:0.5至1:3;该改性皂石按下述制备方法得到:第一步,按比例称取皂石和黄腐植酸季铵盐,将称取好的皂石在去离子水中混匀后配制成质量百分比浓度为1%至10%的皂石悬浮液,将称取好的黄腐植酸季铵盐在去离子水中混匀配制成质量百分比浓度为1%至10%的黄腐植酸季铵盐水溶液;第二步,将配制好的皂石悬浮液在温度为30℃至60℃、功率为50W至100W的超声波下超声分散6小时至12小时后,加入配制好的黄腐植酸季铵盐水溶液并混合均匀,然后在温度为30℃至60℃、功率为50W至100W下超声辐照反应2小时至8小时;第三步,超声辐照反应后过滤得到沉淀,沉淀用去离子水进行洗涤,洗涤至洗涤液中无氯离子,然后把洗涤后的沉淀经干燥、研磨后得到改性皂石。下面是对上述专利技术技术方案之一的进一步优化或/和改进:上述黄腐植酸季铵盐按下述制备方法得到:第一步,将黄腐植酸和质量百分比浓度为25%的浓氨水按质量比为1:1至1:3在容器中混匀在一起,加热容器使容器中的物料在温度为140℃至200℃下反应0.5小时至2小时,反应后在温度为40℃至60℃下干燥24小时,干燥后经粉碎得到黄色粉末状物质;第二步,在黄色粉末状物质中加入甲醛并混合均匀,黄色粉末状物质和甲醛的质量比为1:0.5至1:1.5,用碱液调节pH值为7至10,在温度为50℃至80℃下反应0.5小时至2小时,反应后加入三乙胺或二甲胺或三甲胺并混合均匀,三乙胺或二甲胺或三甲胺与甲醛的质量比为1:1至1:3,在温度为30℃至50℃下反应2小时至5小时;第三步,反应后冷却至室温,然后在冷却后的物料中加入氯化苄并混匀在一起,氯化苄和黄腐植酸的质量比为1:1至1:3,用碱液调节pH值为7,在温度为60℃至90℃下反应3小时至6小时,反应后经减压蒸馏、在温度为-5℃至-15℃下冷冻干燥后得到黄腐植酸季铵盐。上述黄腐植酸按下述制备方法得到:第一步,将风化煤粉碎后得到碎风化煤,按1克碎风化煤中加入5毫升至10毫升的催化氧化剂计,在碎风化煤中加入催化氧化剂并混匀,在温度为40℃至80℃下搅拌反应2小时至5小时;第二步,将反应产物冷却至室温,在离心机中离心5分钟至30分钟,得到一次上清液和一次沉淀,用蒸馏水洗涤一次沉淀3次至5次,洗涤后将洗涤液和一次上清液合并混匀后得到混合上清液,对混合上清液抽滤后经蒸发浓缩、在温度为-5℃至-15℃下冷冻干燥后得到质量百分含水量为1%至5%的黄腐植酸。上述改性皂石制备方法的第三步中,把洗涤后的沉淀在温度为90℃至100℃下干燥12小时至24小时,研磨后得到改性皂石;或/和,改性皂石的粒径为60微米至80微米;或/和,黄腐植酸季铵盐按制备方法的第三步中,减压蒸馏的压力为200Pa至610Pa, 减压蒸馏的时间为3小时至6小时,减压蒸馏后在温度为-5℃至-15℃下冷冻干燥24小时至48小时后得到黄腐植酸季铵盐;或/和,碎风化煤的粒径为80目至200目;或/和,催化氧化剂为2摩尔/升的硝酸或纯H2O2或1摩尔/升的高氯酸;或/和,搅拌速率为1000转/分至3000转/分;或/和,离心机的转速为4000转/分。本专利技术的技术方案之二是通过以下措施来实现的:一种改性皂石的制备方法,原料包括皂石和黄腐植酸季铵盐,皂石和黄腐植酸季铵盐的质量比为1:0.5至1:3;该改性皂石按下述步骤进行:第一步,按比例称取皂石和黄腐植酸季铵盐,将称取好的皂石在去离子水中混匀后配制成质量百分比浓度为1%至10%的皂石悬浮液,将称取好的黄腐植酸季铵盐在去离子水中混匀配制成质量百分比浓度为1%至10%的黄腐植酸季铵盐水溶液;第二步,将配制好的皂石悬浮液在温度为30℃至60℃、功率为50W至100W的超声波下超声分散6小时至12小时后,加入配制好的黄腐植酸季铵盐水溶液并混合均匀,然后在温度为30℃至60℃、功率为50W至100W下超声辐照反应2小时至8小时;第三步,超声辐照反应后过滤得到沉淀,沉淀用去离子水进行洗涤,洗涤至洗涤液中无氯离子,然后把洗涤后的沉淀经干燥、研磨后得到改性皂石。下面是对上述专利技术技术方案之二的进一步优化或/和改进:上述黄腐植酸季铵盐按下述制备方法得到:第一步,将黄腐植酸和质量百分比浓度为25%的浓氨水按质量比为1:1至1:3在容器中混匀在一起,加热容器使容器中的物料在温度为140℃至200℃下反应0.5小时至2小时,反应后在温度为40℃至60℃下干燥24小时,干燥后经粉碎得到黄色粉末状物质;第二步,在黄色粉末状物质中加入甲醛并混合均匀,黄色粉末状物质和甲醛的质量比为1:0.5至1:1.5,用碱液调节pH值为7至10,在温度为50℃至80℃下反应0.5小时至2小时,反应后加入三乙胺或二甲胺或三甲胺并混合均匀,三乙胺或二甲胺或三甲胺与甲醛的质量比为1:1至1:3,在温度为30℃至50℃下反应2小时至5小时;第三步,反应后冷却至室温,然后在冷却后的物料中加入氯化苄并混匀在一起,氯化苄和黄腐植酸的质量比为1:1至1:3,用碱液调节pH值为7,在温度为60℃至90℃下反应3小时至6小时,反应后经减压蒸馏、在温度为-5℃至-15℃下冷冻干燥后得到黄腐植酸季铵本文档来自技高网
...

【技术保护点】
一种改性皂石,其特征在于原料包括皂石和黄腐植酸季铵盐,皂石和黄腐植酸季铵盐的质量比为1:0.5至1:3;该改性皂石按下述制备方法得到:第一步,按比例称取皂石和黄腐植酸季铵盐,将称取好的皂石在去离子水中混匀后配制成质量百分比浓度为1%至10%的皂石悬浮液,将称取好的黄腐植酸季铵盐在去离子水中混匀配制成质量百分比浓度为1%至10%的黄腐植酸季铵盐水溶液;第二步,将配制好的皂石悬浮液在温度为30℃至60℃、功率为50W至100W的超声波下超声分散6小时至12小时后,加入配制好的黄腐植酸季铵盐水溶液并混合均匀,然后在温度为30℃至60℃、功率为50W至100W下超声辐照反应2小时至8小时;第三步,超声辐照反应后过滤得到沉淀,沉淀用去离子水进行洗涤,洗涤至洗涤液中无氯离子,然后把洗涤后的沉淀经干燥、研磨后得到改性皂石。

【技术特征摘要】
1.一种改性皂石,其特征在于原料包括皂石和黄腐植酸季铵盐,皂石和黄腐植酸季铵盐的质量比为1:0.5至1:3;该改性皂石按下述制备方法得到:第一步,按比例称取皂石和黄腐植酸季铵盐,将称取好的皂石在去离子水中混匀后配制成质量百分比浓度为1%至10%的皂石悬浮液,将称取好的黄腐植酸季铵盐在去离子水中混匀配制成质量百分比浓度为1%至10%的黄腐植酸季铵盐水溶液;第二步,将配制好的皂石悬浮液在温度为30℃至60℃、功率为50W至100W的超声波下超声分散6小时至12小时后,加入配制好的黄腐植酸季铵盐水溶液并混合均匀,然后在温度为30℃至60℃、功率为50W至100W下超声辐照反应2小时至8小时;第三步,超声辐照反应后过滤得到沉淀,沉淀用去离子水进行洗涤,洗涤至洗涤液中无氯离子,然后把洗涤后的沉淀经干燥、研磨后得到改性皂石。
2.根据权利要求1所述的改性皂石,其特征在于黄腐植酸季铵盐按下述制备方法得到:第一步,将黄腐植酸和质量百分比浓度为25%的浓氨水按质量比为1:1至1:3在容器中混匀在一起,加热容器使容器中的物料在温度为140℃至200℃下反应0.5小时至2小时,反应后在温度为40℃至60℃下干燥24小时,干燥后经粉碎得到黄色粉末状物质;第二步,在黄色粉末状物质中加入甲醛并混合均匀,黄色粉末状物质和甲醛的质量比为1:0.5至1:1.5,用碱液调节pH值为7至10,在温度为50℃至80℃下反应0.5小时至2小时,反应后加入三乙胺或二甲胺或三甲胺并混合均匀,三乙胺或二甲胺或三甲胺与甲醛的质量比为1:1至1:3,在温度为30℃至50℃下反应2小时至5小时;第三步,反应后冷却至室温,然后在冷却后的物料中加入氯化苄并混匀在一起,氯化苄和黄腐植酸的质量比为1:1至1:3,用碱液调节pH值为7,在温度为60℃至90℃下反应3小时至6小时,反应后经减压蒸馏、在温度为-5℃至-15℃下冷冻干燥后得到黄腐植酸季铵盐。
3.根据权利要求2所述的改性皂石,其特征在于黄腐植酸按下述制备方法得到:第一步,将风化煤粉碎后得到碎风化煤,按1克碎风化煤中加入5毫升至10毫升的催化氧化剂计,在碎风化煤中加入催化氧化剂并混匀,在温度为40℃至80℃下搅拌反应2小时至5小时;第二步,将反应产物冷却至室温,在离心机中离心5分钟至30分钟,得到一次上清液和一次沉淀,用蒸馏水洗涤一次沉淀3次至5次,洗涤后将洗涤液和一次上清液合并混匀后得到混合上清液,对混合上清液抽滤后经蒸发浓缩、在温度为-5℃至-15℃下冷冻干燥后得到质量百分含水量为1%至5%的黄腐植酸。
4.根据权利要求1或2或3所述的改性皂石,其特征在于改性皂石制备方法的第三步中,把洗涤后的沉淀在温度为90℃至100℃下干燥12小时至24小时,研磨后得到改性皂石;或/和,改性皂石的粒径为60微米至80微米;或/和,黄腐植...

【专利技术属性】
技术研发人员:甄卫军朱昇美孙明广王文涛
申请(专利权)人:新疆大学石河子市明升科技有限责任公司
类型:发明
国别省市:新疆;65

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1