一种利用腈纶废料制备高吸水性抗菌树脂的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用腈纶废料制备高吸水性抗菌树脂的方法，属于抗菌树脂制备技术领域。本发明将蛇胃粉碎后加入硫酸铵溶液，过滤并经透析过夜后，与处理后的腈纶废料混合，加入硝酸银、壳聚糖、聚乙二醇以及甲醛，在空气完全排出的条件下升温搅拌，随后出料，加入无水乙醇过滤，并用蒸馏水冲洗过滤物，放入烘箱进行干燥，从而得到利用腈纶废料制备高吸水性抗菌树脂的方法。实例证明，本发明工艺简单易可控制，利用腈纶废料为原料，不仅原料成本低廉，实现了废物利用，而且条件反应温和，使得制得的树脂复合材料不仅硬度高，耐磨性好，另外还具有显著的抗菌性和高吸水性，可广泛用于工业、医学、生活等诸领域。
【专利说明】
一种利用腈纶废料制备高吸水性抗菌树脂的方法
技术领域
[0001]本发明公开了一种利用腈纶废料制备高吸水性抗菌树脂的方法，属于抗菌树脂制备技术领域。
【背景技术】
[0002]病毒、细菌和真菌可以在生活的各个方面造成危害，人们对由细菌引起的感染的保护日益增加，通常抗菌材料是添加一种或几种抗菌剂使材料具有抑菌或杀菌的能力。随着人类对自身健康状况的重视，人们的环保意识也愈发增强。长期以来，人类居住的环境中带有大量的微生物，不但对人类和动植物产生很大的危害，而且还会引起各种材料的分解、变质、劣化、腐败。
[0003]腈纶，其化学组成为聚丙烯腈，是合成纤维的主要品种之一，产量约占纤维总产值的1/4。近年来，随着合成纤维工业的迅猛发展，产生了大量的聚丙烯腈废料(废丝、废块、废浆)。据统计，我国腈纶废料约占聚丙烯晴生产总量的I?2%，腈纶废料不能解聚，不能热压成型，也不能作为燃料使用，因此自聚丙烯腈纤维工业生产以来，有关腈纶废料综合利用的研究已经广泛开展。如欧美、日本等发达国家主要利用腈纶废料做纺织工业用织物上浆剂，水质处理剂等，国内自60年代开展研究以来也取得了较大的进展，主要用作油田处理剂，工业废液絮凝剂、土壤改良剂等，近年来利用腈纶废料制备高分子吸水树脂，聚合物阻垢剂等方面的研究已引起了人们的关注。
[0004]随着科学技术的飞速发展，树脂复合材料已被广泛的应用于工业、医学、生活等诸领域，虽然树脂复合材料具有较好的轻质、高强度、耐腐蚀性能等特点，但还存在硬度低、耐磨性能差的缺点，为了提高树脂复合材料制品的强度和性能，就必需要增加产品地厚度，这样就增加了成本费用，一般的树脂复合材料都不具有抗菌功能，所制成的产品无法避免细菌的繁殖，特别是公用场所的公用设施带病菌的人使用后很容易传染给后者，因而也限制了其使用，影响了推广应用。中国发明专利01102743.6公开的是一种纳米高性能树脂复合材料管道及其制法，其固化树脂胶具有如下组分:树脂100份、纳米S120.5?10份、固化剂I?3份。这是一种具有耐磨性、冲击强度、拉伸强度、弯曲强度、耐磨性较高特点的纳米高性能树脂复合材料管道材料。但是目前还没有具有高吸水性抗菌性能的树脂复合材料。
[0005]另外传统市场上的树脂通常作为工程塑料使用，其加工产品不耐折、抗菌。针对现有树脂的缺陷，
【申请人】在先申请的专利号为2009102467417公开的树脂，采用银系抗菌剂达到一定抗菌效果，但抗菌剂成本高，无法普遍推广使用；同时树脂中凝胶含量较高，不利于挤出制造，树脂力学性能低和应用性能指标差。
[0006]因此，研发新型的高吸水性抗菌树脂具有重要的经济价值和广阔的市场空间。
【发明内容】
[0007]本发明主要解决的技术问题:针对目前常用的树脂复合材料虽具有较好的轻质、高强度、耐腐蚀性，但还是存在硬度低、耐磨性能差的缺点，另外一般的树脂复合材料都不具有抗菌性以及高吸水性，限制了其使用的现状，提供了一种将蛇胃粉碎后加入硫酸铵溶液，过滤并经透析过夜后，与处理后的腈纶废料混合，加入硝酸银、壳聚糖、聚乙二醇以及甲醛，在空气完全排出的条件下升温搅拌，随后出料，加入无水乙醇过滤，并用蒸馏水冲洗过滤物，放入烘箱进行干燥，从而得到利用腈纶废料制备高吸水性抗菌树脂的方法。该方法工艺简单易可控制，利用腈纶废料为原料，不仅原料成本低廉，实现了废物利用，而且条件反应温和，使得制得的树脂复合材料不仅硬度高，耐磨性好，另外还具有显著的抗菌性和高吸水性，可广泛用于工业、医学、生活等诸领域。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
(1)按固液比1:2，取腈纶废料和质量分数为5%乙醇溶液，放入搅拌机中以200r/min进行搅拌10?15min，再静置5?8min，去除漂浮的杂质后进行过滤，将过滤物放入100°C烘箱中干燥2?4h，随后将干燥物取出放入粉碎机中进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，备用；
(2)取翠青蛇的蛇胃浸泡于质量分数为15%双氧水中，在40?45°C下保温10?15min后，放置于2?5 °C的冷藏室中冷冻I?3h，再将冷冻物取出放入打粉机粉碎20?30min，按固液比1:2，取粉碎后所得的粉末与pH为7.5?8.0的TE缓冲液放入容器中，加热至35?40°C，保持温度3?6h;
(3)在上述保温结束后，向上述容器中加入TE缓冲液体积30?40%0.lmol/L硫酸铵溶液，以160r/min搅拌30?40min后进行过滤，将所得的过滤液放入透析袋，以质量分数为15%乙酸溶液作为透析液，透析过夜，将透析后的剩余物与步骤(I)所得的过筛颗粒按质量比2?3:1，进行混合，在室温下，以110r/min搅拌10?14h;
(4)在上述搅拌结束后，将混合物与其质量4?6%的淀粉搅拌均匀，放入反应釜中，再分别向其中加入混合物质量3?5%的硝酸银、混合物质量7?9%的壳聚糖、混合物质量11?13%的聚乙二醇及混合物质量I?4%的甲醛，使用混合气将反应釜内的空气排出，并升压至0.3?0.4MPa，升温至100?110°C，所述的混合气为氨气和甲硅烷按体积比6:1混合而成；
(5)在上述升温后，以200r/min搅拌8?10h，再自然冷却至室温，降至标准大气压，使用空气将反应釜内的气体置换出，进行出料，向出料物中加入无水乙醇直至无沉淀产生，进行过滤，使用蒸馏水冲洗过滤物直至冲洗液pH至7.0，将冲洗后的过滤物放入烘箱中，在80?100°C下干燥过滤，即可得到高吸水性抗菌树脂。
[0009]本发明制得的高吸水性抗菌树脂颜色为金黄至棕褐色球状颗粒，比表面积300?500m2/g，磨后圆球率为90?92%，有效粒径为0.4?0.6臟，湿真密度为1.2?1.48/1^，含水量为25?35 %，湿视密度为0.7?0.8g/mL，抗菌率达到95 %以上。
[0010]本发明的有益效果是:
(1)本发明工艺简单易可控制，利用腈纶废料为原料，不仅成本低廉，实现了废物利用，而且条件反应温和，属于安全环保工艺；
(2)本发明制得的树脂复合材料不仅硬度高，耐磨性好，而且具有显著的抗菌性和高吸水性，其中抗菌率高达95%以上，吸水性为普通树脂复合材料的2?3倍，可广泛用于工业、医学、生活等诸领域。
【具体实施方式】
[0011 ]首先按固液比1:2，取腈纶废料和质量分数为5 %乙醇溶液，放入搅拌机中以200r/min进行搅拌10?15min，再静置5?8min，去除漂浮的杂质后进行过滤，将过滤物放入100°C烘箱中干燥2?4h，随后将干燥物取出放入粉碎机中进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，备用;然后取翠青蛇的蛇胃浸泡于质量分数为15%双氧水中，在40?45°C下保温10?15min后，放置于2?5 °C的冷藏室中冷冻I?3h，再将冷冻物取出放入打粉机粉碎20?30min，按固液比1:2，取粉碎后所得的粉末与pH为7.5?8.0的TE缓冲液放入容器中，加热至35?40°C，保持温度3?6h;在上述保温结束后，向上述容器中加入TE缓冲液体积30?40%0.1mol/L硫酸铵溶液，以160r/min搅拌30?40min后进行过滤，将所得的过滤液放入透析袋，以质量分数为15%乙酸溶液作为透析液，透析过夜，将透析后的剩余物与上述所得的过筛颗粒按质量比2?3:1，进行混合，在室温下，以llOr/min搅拌10?14h;在上述搅拌结束后，将混合物与其质量4?6%的淀粉搅拌均匀，放入反应釜中，再分别向其中加入混合物质量3?5%的硝酸银、混合物质量7?9%的壳聚糖、混合物质量11?13%的聚乙二醇及混合物质量I?4%的甲醛，使用混合气将反应釜内的空气排出，并升压至0.3?0.4MPa，升温至100?110°C，所述的混合气为氨气和甲硅烷按体积比6:1混合而成;最后在上述升温后，以200r/min搅拌8?1h，再自然冷却至室温，降至标准大气压，使用空气将反应釜内的气体置换出，进行出料，向出料物中加入无水乙醇直至无沉淀产生，进行过滤，使用蒸馏水冲洗过滤物直至冲洗液PH至7.0，将冲洗后的过滤物放入烘箱中，在80?100°C下干燥过滤，即可得到高吸水性抗菌树脂。
[0012]实例I
首先按固液比1:2，取腈纶废料和质量分数为5%乙醇溶液，放入搅拌机中以200r/min进行搅拌lOmin，再静置5min，去除漂浮的杂质后进行过滤，将过滤物放入100°C烘箱中干燥2h，随后将干燥物取出放入粉碎机中进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，备用;然后取翠青蛇的蛇胃浸泡于质量分数为15 %双氧水中，在40°C下保温1min后，放置于2°C的冷藏室中冷冻Ih，再将冷冻物取出放入打粉机粉碎20min，按固液比1:2，取粉碎后所得的粉末与pH为7.5的TE缓冲液放入容器中，加热至35°C，保持温度3h;在上述保温结束后，向上述容器中加入TE缓冲液体积30 % 0.1mo 1/L硫酸铵溶液，以160r/min搅拌30min后进行过滤，将所得的过滤液放入透析袋，以质量分数为15 %乙酸溶液作为透析液，透析过夜，将透析后的剩余物与上述所得的过筛颗粒按质量比2:1，进行混合，在室温下，以llOr/min搅拌1h;在上述搅拌结束后，将混合物与其质量4%的淀粉搅拌均匀，放入反应釜中，再分别向其中加入混合物质量3%的硝酸银、混合物质量7%的壳聚糖、混合物质量11%的聚乙二醇及混合物质量I %的甲醛，使用混合气将反应釜内的空气排出，并升压至0.3MPa，升温至100°C，所述的混合气为氨气和甲娃烧按体积比6:1混合而成；最后在上述升温后，以200r/min搅拌8h，再自然冷却至室温，降至标准大气压，使用空气将反应釜内的气体置换出，进行出料，向出料物中加入无水乙醇直至无沉淀产生，进行过滤，使用蒸馏水冲洗过滤物直至冲洗液PH至7.0，将冲洗后的过滤物放入烘箱中，在80°C下干燥过滤，即可得到高吸水性抗菌树脂。
[0013]本实例操作简单易行，反应条件温和，经检测，最终制得的高吸水性抗菌树脂颜色为金黄至棕褐色球状颗粒，比表面积300m2/g，磨后圆球率为90%，有效粒径为0.4mm，湿真密度为I.2g/mL，含水量为25 %，湿视密度为0.7g/mL，抗菌率达到95 %，且吸水性为普通树脂复合材料的2倍，可广泛用于工业、医学、生活等诸领域。
[0014]实例2
首先按固液比1:2，取腈纶废料和质量分数为5%乙醇溶液，放入搅拌机中以200r/min进行搅拌13min，再静置7min，去除漂浮的杂质后进行过滤，将过滤物放入100°C烘箱中干燥3h，随后将干燥物取出放入粉碎机中进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，备用;然后取翠青蛇的蛇胃浸泡于质量分数为15 %双氧水中，在43 0C下保温13min后，放置于4 V的冷藏室中冷冻2h，再将冷冻物取出放入打粉机粉碎25min，按固液比1:2，取粉碎后所得的粉末与pH为7.8的TE缓冲液放入容器中，加热至38°C，保持温度5h;在上述保温结束后，向上述容器中加入TE缓冲液体积35 % 0.1mo 1/L硫酸铵溶液，以160r/min搅拌35min后进行过滤，将所得的过滤液放入透析袋，以质量分数为15 %乙酸溶液作为透析液，透析过夜，将透析后的剩余物与上述所得的过筛颗粒按质量比5:2，进行混合，在室温下，以llOr/min搅拌13h;在上述搅拌结束后，将混合物与其质量5%的淀粉搅拌均匀，放入反应釜中，再分别向其中加入混合物质量4%的硝酸银、混合物质量8%的壳聚糖、混合物质量12%的聚乙二醇及混合物质量2%的甲醛，使用混合气将反应釜内的空气排出，并升压至0.5MPa，升温至105°C，所述的混合气为氨气和甲娃烧按体积比6:1混合而成；最后在上述升温后，以200r/min搅拌9h，再自然冷却至室温，降至标准大气压，使用空气将反应釜内的气体置换出，进行出料，向出料物中加入无水乙醇直至无沉淀产生，进行过滤，使用蒸馏水冲洗过滤物直至冲洗液PH至7.0，将冲洗后的过滤物放入烘箱中，在90°C下干燥过滤，即可得到高吸水性抗菌树脂。
[0015]本实例操作简单易行，反应条件温和，经检测，最终制得的高吸水性抗菌树脂颜色为金黄至棕褐色球状颗粒，比表面积400m2/g，磨后圆球率为91 %，有效粒径为0.5mm，湿真密度为1.3g/mL，含水量为30%，湿视密度为0.75g/mL，抗菌率达到96%，且吸水性为普通树脂复合材料的2.5倍，可广泛用于工业、医学、生活等诸领域。
[0016]实例3
首先按固液比1:2，取腈纶废料和质量分数为5%乙醇溶液，放入搅拌机中以200r/min进行搅拌15min，再静置8min，去除漂浮的杂质后进行过滤，将过滤物放入100°C烘箱中干燥4h，随后将干燥物取出放入粉碎机中进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，备用;然后取翠青蛇的蛇胃浸泡于质量分数为15 %双氧水中，在45 0C下保温15min后，放置于5 V的冷藏室中冷冻3h，再将冷冻物取出放入打粉机粉碎30min，按固液比1:2，取粉碎后所得的粉末与pH为8.0的TE缓冲液放入容器中，加热至40°C，保持温度6h;在上述保温结束后，向上述容器中加入TE缓冲液体积40 % 0.lmol/L硫酸钱溶液，以160r/min搅拌40min后进行过滤，将所得的过滤液放入透析袋，以质量分数为15 %乙酸溶液作为透析液，透析过夜，将透析后的剩余物与上述所得的过筛颗粒按质量比3:1，进行混合，在室温下，以110r/min搅拌14h;在上述搅拌结束后，将混合物与其质量6%的淀粉搅拌均匀，放入反应釜中，再分别向其中加入混合物质量5%的硝酸银、混合物质量9%的壳聚糖、混合物质量13%的聚乙二醇及混合物质量4%的甲醛，使用混合气将反应釜内的空气排出，并升压至0.4MPa，升温至110°C，所述的混合气为氨气和甲娃烧按体积比6:1混合而成;最后在上述升温后，以200r/min搅拌1h，再自然冷却至室温，降至标准大气压，使用空气将反应釜内的气体置换出，进行出料，向出料物中加入无水乙醇直至无沉淀产生，进行过滤，使用蒸馏水冲洗过滤物直至冲洗液PH至7.0，将冲洗后的过滤物放入烘箱中，在100°C下干燥过滤，即可得到高吸水性抗菌树脂。
[0017]本实例操作简单易行，反应条件温和，经检测，最终制得的高吸水性抗菌树脂颜色为金黄至棕褐色球状颗粒，比表面积500m2/g，磨后圆球率为92%，有效粒径为0.6mm，湿真密度为I.4g/mL，含水量为35 %，湿视密度为0.8g/mL，抗菌率达到97 %，且吸水性为普通树脂复合材料的3倍，可广泛用于工业、医学、生活等诸领域。
【主权项】
1.一种利用腈纶废料制备高吸水性抗菌树脂的方法，其特征在于具体制备步骤为: (1)按固液比I: 2，取腈纶废料和质量分数为5%乙醇溶液，放入搅拌机中以200r/min进行搅拌10?15min，再静置5?8min，去除漂浮的杂质后进行过滤，将过滤物放入100°C烘箱中干燥2?4h，随后将干燥物取出放入粉碎机中进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，备用； (2)取翠青蛇的蛇胃浸泡于质量分数为15%双氧水中，在40?45°C下保温10?15min后，放置于2?5 °C的冷藏室中冷冻I?3h，再将冷冻物取出放入打粉机粉碎20?30min，按固液比1:2，取粉碎后所得的粉末与pH为7.5?8.0的TE缓冲液放入容器中，加热至35?40°C，保持温度3?6h; (3)在上述保温结束后，向上述容器中加入TE缓冲液体积30?40%0.1mol/L硫酸铵溶液，以160r/min搅拌30?40min后进行过滤，将所得的过滤液放入透析袋，以质量分数为15%乙酸溶液作为透析液，透析过夜，将透析后的剩余物与步骤(I)所得的过筛颗粒按质量比2?3:1，进行混合，在室温下，以110r/min搅拌10?14h; (4)在上述搅拌结束后，将混合物与其质量4?6%的淀粉搅拌均匀，放入反应釜中，再分别向其中加入混合物质量3?5%的硝酸银、混合物质量7?9%的壳聚糖、混合物质量11?13%的聚乙二醇及混合物质量I?4%的甲醛，使用混合气将反应釜内的空气排出，并升压至0.3?0.4MPa，升温至100?110°C，所述的混合气为氨气和甲硅烷按体积比6:1混合而成； (5)在上述升温后，以200r/min搅拌8?10h，再自然冷却至室温，降至标准大气压，使用空气将反应釜内的气体置换出，进行出料，向出料物中加入无水乙醇直至无沉淀产生，进行过滤，使用蒸馏水冲洗过滤物直至冲洗液pH至7.0，将冲洗后的过滤物放入烘箱中，在80?100°C下干燥过滤，即可得到高吸水性抗菌树脂。
【文档编号】C08L71/02GK105968675SQ201610491717
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】陈建峰, 张明, 宋奇
【申请人】陈建峰