一種利用腈綸廢料制備高吸水性抗菌樹脂的方法
【專利摘要】本發明公開了一種利用腈綸廢料制備高吸水性抗菌樹脂的方法，屬于抗菌樹脂制備技術領域。本發明將蛇胃粉碎后加入硫酸銨溶液，過濾并經透析過夜后，與處理后的腈綸廢料混合，加入硝酸銀、殼聚糖、聚乙二醇以及甲醛，在空氣完全排出的條件下升溫攪拌，隨后出料，加入無水乙醇過濾，并用蒸餾水沖洗過濾物，放入烘箱進行干燥，從而得到利用腈綸廢料制備高吸水性抗菌樹脂的方法。實例證明，本發明工藝簡單易可控制，利用腈綸廢料為原料，不僅原料成本低廉，實現了廢物利用，而且條件反應溫和，使得制得的樹脂復合材料不僅硬度高，耐磨性好，另外還具有顯著的抗菌性和高吸水性，可廣泛用于工業、醫學、生活等諸領域。
【專利說明】
一種利用腈綸廢料制備高吸水性抗菌樹脂的方法
技術領域
[0001]本發明公開了一種利用腈綸廢料制備高吸水性抗菌樹脂的方法，屬于抗菌樹脂制備技術領域。
【背景技術】
[0002]病毒、細菌和真菌可以在生活的各個方面造成危害，人們對由細菌引起的感染的保護日益增加，通常抗菌材料是添加一種或幾種抗菌劑使材料具有抑菌或殺菌的能力。隨著人類對自身健康狀況的重視，人們的環保意識也愈發增強。長期以來，人類居住的環境中帶有大量的微生物，不但對人類和動植物產生很大的危害，而且還會引起各種材料的分解、變質、劣化、腐敗。
[0003]腈綸，其化學組成為聚丙烯腈，是合成纖維的主要品種之一，產量約占纖維總產值的1/4。近年來，隨著合成纖維工業的迅猛發展，產生了大量的聚丙烯腈廢料(廢絲、廢塊、廢漿)。據統計，我國腈綸廢料約占聚丙烯晴生產總量的I?2%，腈綸廢料不能解聚，不能熱壓成型，也不能作為燃料使用，因此自聚丙烯腈纖維工業生產以來，有關腈綸廢料綜合利用的研究已經廣泛開展。如歐美、日本等發達國家主要利用腈綸廢料做紡織工業用織物上漿劑，水質處理劑等，國內自60年代開展研究以來也取得了較大的進展，主要用作油田處理劑，工業廢液絮凝劑、土壤改良劑等，近年來利用腈綸廢料制備高分子吸水樹脂，聚合物阻垢劑等方面的研究已引起了人們的關注。
[0004]隨著科學技術的飛速發展，樹脂復合材料已被廣泛的應用于工業、醫學、生活等諸領域，雖然樹脂復合材料具有較好的輕質、高強度、耐腐蝕性能等特點，但還存在硬度低、耐磨性能差的缺點，為了提高樹脂復合材料制品的強度和性能，就必需要增加產品地厚度，這樣就增加了成本費用，一般的樹脂復合材料都不具有抗菌功能，所制成的產品無法避免細菌的繁殖，特別是公用場所的公用設施帶病菌的人使用后很容易傳染給后者，因而也限制了其使用，影響了推廣應用。中國發明專利01102743.6公開的是一種納米高性能樹脂復合材料管道及其制法，其固化樹脂膠具有如下組分:樹脂100份、納米S120.5?10份、固化劑I?3份。這是一種具有耐磨性、沖擊強度、拉伸強度、彎曲強度、耐磨性較高特點的納米高性能樹脂復合材料管道材料。但是目前還沒有具有高吸水性抗菌性能的樹脂復合材料。
[0005]另外傳統市場上的樹脂通常作為工程塑料使用，其加工產品不耐折、抗菌。針對現有樹脂的缺陷，
【申請人】在先申請的專利號為2009102467417公開的樹脂，采用銀系抗菌劑達到一定抗菌效果，但抗菌劑成本高，無法普遍推廣使用；同時樹脂中凝膠含量較高，不利于擠出制造，樹脂力學性能低和應用性能指標差。
[0006]因此，研發新型的高吸水性抗菌樹脂具有重要的經濟價值和廣闊的市場空間。
【發明內容】
[0007]本發明主要解決的技術問題:針對目前常用的樹脂復合材料雖具有較好的輕質、高強度、耐腐蝕性，但還是存在硬度低、耐磨性能差的缺點，另外一般的樹脂復合材料都不具有抗菌性以及高吸水性，限制了其使用的現狀，提供了一種將蛇胃粉碎后加入硫酸銨溶液，過濾并經透析過夜后，與處理后的腈綸廢料混合，加入硝酸銀、殼聚糖、聚乙二醇以及甲醛，在空氣完全排出的條件下升溫攪拌，隨后出料，加入無水乙醇過濾，并用蒸餾水沖洗過濾物，放入烘箱進行干燥，從而得到利用腈綸廢料制備高吸水性抗菌樹脂的方法。該方法工藝簡單易可控制，利用腈綸廢料為原料，不僅原料成本低廉，實現了廢物利用，而且條件反應溫和，使得制得的樹脂復合材料不僅硬度高，耐磨性好，另外還具有顯著的抗菌性和高吸水性，可廣泛用于工業、醫學、生活等諸領域。
[0008]為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:
(1)按固液比1:2，取腈綸廢料和質量分數為5%乙醇溶液，放入攪拌機中以200r/min進行攪拌10?15min，再靜置5?8min，去除漂浮的雜質后進行過濾，將過濾物放入100°C烘箱中干燥2?4h，隨后將干燥物取出放入粉碎機中進行粉碎，過200目篩，收集過篩顆粒，備用；
(2)取翠青蛇的蛇胃浸泡于質量分數為15%雙氧水中，在40?45°C下保溫10?15min后，放置于2?5 °C的冷藏室中冷凍I?3h，再將冷凍物取出放入打粉機粉碎20?30min，按固液比1:2，取粉碎后所得的粉末與pH為7.5?8.0的TE緩沖液放入容器中，加熱至35?40°C，保持溫度3?6h;
(3)在上述保溫結束后，向上述容器中加入TE緩沖液體積30?40%0.lmol/L硫酸銨溶液，以160r/min攪拌30?40min后進行過濾，將所得的過濾液放入透析袋，以質量分數為15%乙酸溶液作為透析液，透析過夜，將透析后的剩余物與步驟(I)所得的過篩顆粒按質量比2?3:1，進行混合，在室溫下，以110r/min攪拌10?14h;
(4)在上述攪拌結束后，將混合物與其質量4?6%的淀粉攪拌均勻，放入反應釜中，再分別向其中加入混合物質量3?5%的硝酸銀、混合物質量7?9%的殼聚糖、混合物質量11?13%的聚乙二醇及混合物質量I?4%的甲醛，使用混合氣將反應釜內的空氣排出，并升壓至0.3?0.4MPa，升溫至100?110°C，所述的混合氣為氨氣和甲硅烷按體積比6:1混合而成；
(5)在上述升溫后，以200r/min攪拌8?10h，再自然冷卻至室溫，降至標準大氣壓，使用空氣將反應釜內的氣體置換出，進行出料，向出料物中加入無水乙醇直至無沉淀產生，進行過濾，使用蒸餾水沖洗過濾物直至沖洗液pH至7.0，將沖洗后的過濾物放入烘箱中，在80?100°C下干燥過濾，即可得到高吸水性抗菌樹脂。
[0009]本發明制得的高吸水性抗菌樹脂顏色為金黃至棕褐色球狀顆粒，比表面積300?500m2/g，磨后圓球率為90?92%，有效粒徑為0.4?0.6臟，濕真密度為1.2?1.48/1^，含水量為25?35 %，濕視密度為0.7?0.8g/mL，抗菌率達到95 %以上。
[0010]本發明的有益效果是:
(1)本發明工藝簡單易可控制，利用腈綸廢料為原料，不僅成本低廉，實現了廢物利用，而且條件反應溫和，屬于安全環保工藝；
(2)本發明制得的樹脂復合材料不僅硬度高，耐磨性好，而且具有顯著的抗菌性和高吸水性，其中抗菌率高達95%以上，吸水性為普通樹脂復合材料的2?3倍，可廣泛用于工業、醫學、生活等諸領域。
【具體實施方式】
[0011 ]首先按固液比1:2，取腈綸廢料和質量分數為5 %乙醇溶液，放入攪拌機中以200r/min進行攪拌10?15min，再靜置5?8min，去除漂浮的雜質后進行過濾，將過濾物放入100°C烘箱中干燥2?4h，隨后將干燥物取出放入粉碎機中進行粉碎，過200目篩，收集過篩顆粒，備用;然后取翠青蛇的蛇胃浸泡于質量分數為15%雙氧水中，在40?45°C下保溫10?15min后，放置于2?5 °C的冷藏室中冷凍I?3h，再將冷凍物取出放入打粉機粉碎20?30min，按固液比1:2，取粉碎后所得的粉末與pH為7.5?8.0的TE緩沖液放入容器中，加熱至35?40°C，保持溫度3?6h;在上述保溫結束后，向上述容器中加入TE緩沖液體積30?40%0.1mol/L硫酸銨溶液，以160r/min攪拌30?40min后進行過濾，將所得的過濾液放入透析袋，以質量分數為15%乙酸溶液作為透析液，透析過夜，將透析后的剩余物與上述所得的過篩顆粒按質量比2?3:1，進行混合，在室溫下，以llOr/min攪拌10?14h;在上述攪拌結束后，將混合物與其質量4?6%的淀粉攪拌均勻，放入反應釜中，再分別向其中加入混合物質量3?5%的硝酸銀、混合物質量7?9%的殼聚糖、混合物質量11?13%的聚乙二醇及混合物質量I?4%的甲醛，使用混合氣將反應釜內的空氣排出，并升壓至0.3?0.4MPa，升溫至100?110°C，所述的混合氣為氨氣和甲硅烷按體積比6:1混合而成;最后在上述升溫后，以200r/min攪拌8?1h，再自然冷卻至室溫，降至標準大氣壓，使用空氣將反應釜內的氣體置換出，進行出料，向出料物中加入無水乙醇直至無沉淀產生，進行過濾，使用蒸餾水沖洗過濾物直至沖洗液PH至7.0，將沖洗后的過濾物放入烘箱中，在80?100°C下干燥過濾，即可得到高吸水性抗菌樹脂。
[0012]實例I
首先按固液比1:2，取腈綸廢料和質量分數為5%乙醇溶液，放入攪拌機中以200r/min進行攪拌lOmin，再靜置5min，去除漂浮的雜質后進行過濾，將過濾物放入100°C烘箱中干燥2h，隨后將干燥物取出放入粉碎機中進行粉碎，過200目篩，收集過篩顆粒，備用;然后取翠青蛇的蛇胃浸泡于質量分數為15 %雙氧水中，在40°C下保溫1min后，放置于2°C的冷藏室中冷凍Ih，再將冷凍物取出放入打粉機粉碎20min，按固液比1:2，取粉碎后所得的粉末與pH為7.5的TE緩沖液放入容器中，加熱至35°C，保持溫度3h;在上述保溫結束后，向上述容器中加入TE緩沖液體積30 % 0.1mo 1/L硫酸銨溶液，以160r/min攪拌30min后進行過濾，將所得的過濾液放入透析袋，以質量分數為15 %乙酸溶液作為透析液，透析過夜，將透析后的剩余物與上述所得的過篩顆粒按質量比2:1，進行混合，在室溫下，以llOr/min攪拌1h;在上述攪拌結束后，將混合物與其質量4%的淀粉攪拌均勻，放入反應釜中，再分別向其中加入混合物質量3%的硝酸銀、混合物質量7%的殼聚糖、混合物質量11%的聚乙二醇及混合物質量I %的甲醛，使用混合氣將反應釜內的空氣排出，并升壓至0.3MPa，升溫至100°C，所述的混合氣為氨氣和甲娃燒按體積比6:1混合而成；最后在上述升溫后，以200r/min攪拌8h，再自然冷卻至室溫，降至標準大氣壓，使用空氣將反應釜內的氣體置換出，進行出料，向出料物中加入無水乙醇直至無沉淀產生，進行過濾，使用蒸餾水沖洗過濾物直至沖洗液PH至7.0，將沖洗后的過濾物放入烘箱中，在80°C下干燥過濾，即可得到高吸水性抗菌樹脂。
[0013]本實例操作簡單易行，反應條件溫和，經檢測，最終制得的高吸水性抗菌樹脂顏色為金黃至棕褐色球狀顆粒，比表面積300m2/g，磨后圓球率為90%，有效粒徑為0.4mm，濕真密度為I.2g/mL，含水量為25 %，濕視密度為0.7g/mL，抗菌率達到95 %，且吸水性為普通樹脂復合材料的2倍，可廣泛用于工業、醫學、生活等諸領域。
[0014]實例2
首先按固液比1:2，取腈綸廢料和質量分數為5%乙醇溶液，放入攪拌機中以200r/min進行攪拌13min，再靜置7min，去除漂浮的雜質后進行過濾，將過濾物放入100°C烘箱中干燥3h，隨后將干燥物取出放入粉碎機中進行粉碎，過200目篩，收集過篩顆粒，備用;然后取翠青蛇的蛇胃浸泡于質量分數為15 %雙氧水中，在43 0C下保溫13min后，放置于4 V的冷藏室中冷凍2h，再將冷凍物取出放入打粉機粉碎25min，按固液比1:2，取粉碎后所得的粉末與pH為7.8的TE緩沖液放入容器中，加熱至38°C，保持溫度5h;在上述保溫結束后，向上述容器中加入TE緩沖液體積35 % 0.1mo 1/L硫酸銨溶液，以160r/min攪拌35min后進行過濾，將所得的過濾液放入透析袋，以質量分數為15 %乙酸溶液作為透析液，透析過夜，將透析后的剩余物與上述所得的過篩顆粒按質量比5:2，進行混合，在室溫下，以llOr/min攪拌13h;在上述攪拌結束后，將混合物與其質量5%的淀粉攪拌均勻，放入反應釜中，再分別向其中加入混合物質量4%的硝酸銀、混合物質量8%的殼聚糖、混合物質量12%的聚乙二醇及混合物質量2%的甲醛，使用混合氣將反應釜內的空氣排出，并升壓至0.5MPa，升溫至105°C，所述的混合氣為氨氣和甲娃燒按體積比6:1混合而成；最后在上述升溫后，以200r/min攪拌9h，再自然冷卻至室溫，降至標準大氣壓，使用空氣將反應釜內的氣體置換出，進行出料，向出料物中加入無水乙醇直至無沉淀產生，進行過濾，使用蒸餾水沖洗過濾物直至沖洗液PH至7.0，將沖洗后的過濾物放入烘箱中，在90°C下干燥過濾，即可得到高吸水性抗菌樹脂。
[0015]本實例操作簡單易行，反應條件溫和，經檢測，最終制得的高吸水性抗菌樹脂顏色為金黃至棕褐色球狀顆粒，比表面積400m2/g，磨后圓球率為91 %，有效粒徑為0.5mm，濕真密度為1.3g/mL，含水量為30%，濕視密度為0.75g/mL，抗菌率達到96%，且吸水性為普通樹脂復合材料的2.5倍，可廣泛用于工業、醫學、生活等諸領域。
[0016]實例3
首先按固液比1:2，取腈綸廢料和質量分數為5%乙醇溶液，放入攪拌機中以200r/min進行攪拌15min，再靜置8min，去除漂浮的雜質后進行過濾，將過濾物放入100°C烘箱中干燥4h，隨后將干燥物取出放入粉碎機中進行粉碎，過200目篩，收集過篩顆粒，備用;然后取翠青蛇的蛇胃浸泡于質量分數為15 %雙氧水中，在45 0C下保溫15min后，放置于5 V的冷藏室中冷凍3h，再將冷凍物取出放入打粉機粉碎30min，按固液比1:2，取粉碎后所得的粉末與pH為8.0的TE緩沖液放入容器中，加熱至40°C，保持溫度6h;在上述保溫結束后，向上述容器中加入TE緩沖液體積40 % 0.lmol/L硫酸錢溶液，以160r/min攪拌40min后進行過濾，將所得的過濾液放入透析袋，以質量分數為15 %乙酸溶液作為透析液，透析過夜，將透析后的剩余物與上述所得的過篩顆粒按質量比3:1，進行混合，在室溫下，以110r/min攪拌14h;在上述攪拌結束后，將混合物與其質量6%的淀粉攪拌均勻，放入反應釜中，再分別向其中加入混合物質量5%的硝酸銀、混合物質量9%的殼聚糖、混合物質量13%的聚乙二醇及混合物質量4%的甲醛，使用混合氣將反應釜內的空氣排出，并升壓至0.4MPa，升溫至110°C，所述的混合氣為氨氣和甲娃燒按體積比6:1混合而成;最后在上述升溫后，以200r/min攪拌1h，再自然冷卻至室溫，降至標準大氣壓，使用空氣將反應釜內的氣體置換出，進行出料，向出料物中加入無水乙醇直至無沉淀產生，進行過濾，使用蒸餾水沖洗過濾物直至沖洗液PH至7.0，將沖洗后的過濾物放入烘箱中，在100°C下干燥過濾，即可得到高吸水性抗菌樹脂。
[0017]本實例操作簡單易行，反應條件溫和，經檢測，最終制得的高吸水性抗菌樹脂顏色為金黃至棕褐色球狀顆粒，比表面積500m2/g，磨后圓球率為92%，有效粒徑為0.6mm，濕真密度為I.4g/mL，含水量為35 %，濕視密度為0.8g/mL，抗菌率達到97 %，且吸水性為普通樹脂復合材料的3倍，可廣泛用于工業、醫學、生活等諸領域。
【主權項】
1.一種利用腈綸廢料制備高吸水性抗菌樹脂的方法，其特征在于具體制備步驟為: (1)按固液比I: 2，取腈綸廢料和質量分數為5%乙醇溶液，放入攪拌機中以200r/min進行攪拌10?15min，再靜置5?8min，去除漂浮的雜質后進行過濾，將過濾物放入100°C烘箱中干燥2?4h，隨后將干燥物取出放入粉碎機中進行粉碎，過200目篩，收集過篩顆粒，備用； (2)取翠青蛇的蛇胃浸泡于質量分數為15%雙氧水中，在40?45°C下保溫10?15min后，放置于2?5 °C的冷藏室中冷凍I?3h，再將冷凍物取出放入打粉機粉碎20?30min，按固液比1:2，取粉碎后所得的粉末與pH為7.5?8.0的TE緩沖液放入容器中，加熱至35?40°C，保持溫度3?6h; (3)在上述保溫結束后，向上述容器中加入TE緩沖液體積30?40%0.1mol/L硫酸銨溶液，以160r/min攪拌30?40min后進行過濾，將所得的過濾液放入透析袋，以質量分數為15%乙酸溶液作為透析液，透析過夜，將透析后的剩余物與步驟(I)所得的過篩顆粒按質量比2?3:1，進行混合，在室溫下，以110r/min攪拌10?14h; (4)在上述攪拌結束后，將混合物與其質量4?6%的淀粉攪拌均勻，放入反應釜中，再分別向其中加入混合物質量3?5%的硝酸銀、混合物質量7?9%的殼聚糖、混合物質量11?13%的聚乙二醇及混合物質量I?4%的甲醛，使用混合氣將反應釜內的空氣排出，并升壓至0.3?0.4MPa，升溫至100?110°C，所述的混合氣為氨氣和甲硅烷按體積比6:1混合而成； (5)在上述升溫后，以200r/min攪拌8?10h，再自然冷卻至室溫，降至標準大氣壓，使用空氣將反應釜內的氣體置換出，進行出料，向出料物中加入無水乙醇直至無沉淀產生，進行過濾，使用蒸餾水沖洗過濾物直至沖洗液pH至7.0，將沖洗后的過濾物放入烘箱中，在80?100°C下干燥過濾，即可得到高吸水性抗菌樹脂。
【文檔編號】C08L71/02GK105968675SQ201610491717
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月29日
【發明人】陳建峰, 張明, 宋奇
【申請人】陳建峰