CN105330905A - 一种微波制备藻类塑料的方法 - Google Patents

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一种微波制备藻类塑料的方法：(1)将藻类原料过60～120目筛，与铁粉混合均匀，然后投入微波溶剂中；所述微波溶剂为酒石酸、柠檬酸、硼酸混合后溶于水得到的溶液；(2)在搅拌的情况下进行微波辐照，所述微波的功率为2450±50MHz，辐照时间为30～50秒；(3)将微波辐照后的混悬物用去离子水洗涤除去微波溶剂，然后过滤，将所得固体干燥后去除铁粉，得到改性藻类粉末；(4)将改性藻类粉末、支链淀粉、增塑剂、增容剂、润滑剂混合后用双螺杆挤出机挤出造粒，即得产品。本发明生产效率高、成本低，可以用藻类整体添加入塑料制品中，得到的塑料制品各项性能均符合国家和行业标准。

Description

一种微波制备藻类塑料的方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是涉及一种采用微波法以藻类为主要原料制备的塑料。
背景技术
藻类的应用是目前一个较为热门的研究课题，其中一个方向是将藻类作为塑料的原料制备容易降解的塑料，从而减少石油的使用并且可以保护环境。目前用藻类制备塑料，主要是利用藻类里面的蛋白质；但是藻类的蛋白质占藻类全部重量的比例并不高，这意味着仍然有大量的藻类其他成分被舍弃了，藻类原料的利用率过低。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种微波制备藻类塑料的方法。本发明生产效率高、成本低，可以用藻类整体添加入塑料制品中，得到的塑料制品各项性能均符合国家和行业标准。
本发明的技术方案如下：
一种微波制备藻类塑料的方法，具体步骤如下：
(1)将藻类原料初步清洗去除杂质后预粉碎过60～120目筛，与铁粉以1:0.3～0.8的重量比混合均匀，然后投入微波溶剂中；所述微波溶剂为酒石酸、柠檬酸、硼酸混合后溶于水得到的溶液；
(2)在搅拌的情况下进行微波辐照，所述微波的功率为2450±50MHz，辐照时间为30～50秒；
(3)将微波辐照后的混悬物用去离子水洗涤除去微波溶剂，然后过滤，将所得固体干燥后去除铁粉，得到改性藻类粉末；
(4)将改性藻类粉末80～100重量份、支链淀粉10～20重量份、增塑剂20～30重量份、增容剂10～20重量份、润滑剂4～8重量份混合后用双螺杆挤出机挤出造粒，即得产品。
步骤(1)所述铁粉的粒度为10～50微米。
步骤(1)所述微波溶剂的体积为藻类原料与铁粉混合物体积的1.5～2.2倍。
步骤(1)所述酒石酸、柠檬酸、硼酸的的重量比为1:0.5～1.5:0.8～1.5。
步骤(1)所述酒石酸溶于水后的浓度为3～10wt％。
步骤(4)所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类、脂肪酸酯类、或多元醇酯类。
步骤(4)所述增容剂为乙烯-乙酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、或乙烯-乙烯醇共聚物。
步骤(4)所述润滑剂为硬脂酸、脂肪酸酯、硬脂酸酯钙、或乙撑双硬脂酸酰胺。
步骤(4)所述造粒的熔融共混温度为130～180℃，螺杆转速为250～400转/分钟。
本发明有益的技术效果在于：
本发明采用微波法先对藻类原料进行改性，然后再与其他原料混合制备塑料产品。改性藻类原料所需时间短，操作方法简单，改性后的藻类能够完全与其他原料链接融合，克服了以往只能用藻类蛋白作为塑料原料的缺陷。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行具体描述。
实施例1
本发明提供了一种微波制备藻类塑料的方法，具体步骤如下：
(1)将从水中打捞上来的蓝藻初步清洗去除杂质并烘干后，预粉碎过120目筛，与粒度为10微米的铁粉以1:0.8的重量比混合均匀，然后投入体积为藻类原料与铁粉混合物体积的2.2倍的微波溶剂中；微波溶剂为酒石酸、柠檬酸、硼酸混合后溶于水得到的溶液，酒石酸、柠檬酸、硼酸的的重量比为1:1.5:1.5，其中酒石酸溶于水后的浓度为10wt％。
(2)在搅拌的情况下进行微波辐照，微波的功率为2450±50MHz，辐照时间为50秒；
(3)将微波辐照后的混悬物用去离子水洗涤除去微波溶剂，然后过滤，将所得固体干燥后用磁铁吸引去除铁粉，得到改性藻类粉末；
(4)将改性藻类粉末100kg、支链淀粉20kg、增塑剂30kg、增容剂20kg、润滑剂8kg混合后用双螺杆挤出机挤出造粒，即得产品，造粒的熔融共混温度为180℃，螺杆转速为400转/分钟。其中增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，增容剂为乙烯-乙酸乙烯共聚物，润滑剂为硬脂酸。
实施例2
本发明提供了一种微波制备藻类塑料的方法，具体步骤如下：
(1)将从水中打捞上来的褐藻初步清洗去除杂质并烘干后，预粉碎过80目筛，与粒度为20微米的铁粉以1:0.5的重量比混合均匀，然后投入体积为藻类原料与铁粉混合物体积的1.8倍的微波溶剂中；微波溶剂为酒石酸、柠檬酸、硼酸混合后溶于水得到的溶液，酒石酸、柠檬酸、硼酸的的重量比为1:1:1，其中酒石酸溶于水后的浓度为5wt％。
(2)在搅拌的情况下进行微波辐照，微波的功率为2450±50MHz，辐照时间为40秒；
(3)将微波辐照后的混悬物用去离子水洗涤除去微波溶剂，然后过滤，将所得固体干燥后用磁铁吸引去除铁粉，得到改性藻类粉末；
(4)将改性藻类粉末90kg、支链淀粉15kg、增塑剂25kg、增容剂15kg、润滑剂6kg混合后用双螺杆挤出机挤出造粒，即得产品，造粒的熔融共混温度为150℃，螺杆转速为300转/分钟。其中增塑剂为邻苯二甲酸二异辛酯，增容剂为乙烯-丙烯酸共聚物，润滑剂为脂肪酸酯。
实施例3
本发明提供了一种微波制备藻类塑料的方法，具体步骤如下：
(1)将从水中打捞上来的红藻初步清洗去除杂质并烘干后，预粉碎过60目筛，与粒度为50微米的铁粉以1:0.3的重量比混合均匀，然后投入体积为藻类原料与铁粉混合物体积的1.5倍的微波溶剂中；微波溶剂为酒石酸、柠檬酸、硼酸混合后溶于水得到的溶液，酒石酸、柠檬酸、硼酸的的重量比为1:0.5:0.8，其中酒石酸溶于水后的浓度为3wt％。
(2)在搅拌的情况下进行微波辐照，微波的功率为2450±50MHz，辐照时间为30秒；
(3)将微波辐照后的混悬物用去离子水洗涤除去微波溶剂，然后过滤，将所得固体干燥后用磁铁吸引去除铁粉，得到改性藻类粉末；
(4)将改性藻类粉末80kg、支链淀粉10kg、增塑剂20kg、增容剂10kg、润滑剂4kg混合后用双螺杆挤出机挤出造粒，即得产品，造粒的熔融共混温度为130℃，螺杆转速为250转/分钟。其中增塑剂为己二酸二辛酯，增容剂为乙烯-乙烯醇共聚物，润滑剂为硬脂酸酯钙。
测试例：
将实施例1～3得到塑料颗粒按照国家标准进行检测，性能如表1所示。
表1
从表1的数据可以看到，本发明制备的塑料吸水率稍高，这是由于原料中存在藻类带来的很多氢键的缘故；导热系数较高，可以用于导热领域；介电常数较小，具有良好的绝缘性能；拉伸强度虽然较硬质塑料小，但是在半硬质塑料中属于较大的范围；断裂伸长率较好；弯曲模量比较低，本塑料柔韧、耐弯；抗冲击性能稍差；热变形温度较低，原因是塑料内部大量以范德华力和氢键结合，容易在热作用下被破坏；熔体指数较高，塑料软化后流动性好。

Claims (9)

1.一种微波制备藻类塑料的方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)将藻类原料初步清洗去除杂质后预粉碎过60～120目筛，与铁粉以1:0.3～0.8的重量比混合均匀，然后投入微波溶剂中；所述微波溶剂为酒石酸、柠檬酸、硼酸混合后溶于水得到的溶液；
(2)在搅拌的情况下进行微波辐照，所述微波的功率为2450±50MHz，辐照时间为30～50秒；
(3)将微波辐照后的混悬物用去离子水洗涤除去微波溶剂，然后过滤，将所得固体干燥后去除铁粉，得到改性藻类粉末；
(4)将改性藻类粉末80～100重量份、支链淀粉10～20重量份、增塑剂20～30重量份、增容剂10～20重量份、润滑剂4～8重量份混合后用双螺杆挤出机挤出造粒，即得产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)所述铁粉的粒度为10～50微米。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)所述微波溶剂的体积为藻类原料与铁粉混合物体积的1.5～2.2倍。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)所述酒石酸、柠檬酸、硼酸的的重量比为1:0.5～1.5:0.8～1.5。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)所述酒石酸溶于水后的浓度为3～10wt％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(4)所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类、脂肪酸酯类、或多元醇酯类。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(4)所述增容剂为乙烯-乙酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、或乙烯-乙烯醇共聚物。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(4)所述润滑剂为硬脂酸、脂肪酸酯、硬脂酸酯钙、或乙撑双硬脂酸酰胺。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(4)所述造粒的熔融共混温度为130～180℃，螺杆转速为250～400转/分钟。
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