CN105732945A - 一种羽毛蛋白/水溶性聚氨酯复合膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化学工程技术领域，以及属于功能性高分子化学技术领域，通过利用废弃的羽毛接枝水溶性聚氨酯得到一种力学性能优良的复合膜，使得废弃羽毛变废为宝。众所周知，羽毛角蛋白分子中其肽链亲水极性基团较多如-OH、-NH2、-COOH、-SH等基团很多，导致了羽毛蛋白成膜的柔软性、强度和延展性较差。聚氨酯因为存在特殊的结构，使其具有很多的优点。如作为涂料应用时气味小或者无气味，残料易清理；作为涂膜时耐磨、高光泽、高弹性、黏结力强，所以本发明利用聚氨酯耐腐蚀、柔软、有弹性等优点来改善蛋白类物质存在的硬、脆以及耐水性差等缺点，可以起到弥补两种材料缺点，而保留材料优异性能为目的。
Description
技术领域
本发明属于化学工程技术领域，以及属于功能高分子技术领域，通过利用废弃的羽毛接枝水溶性聚氨酯得到一种力学性能优良的复合膜，使得废弃羽毛变废为宝。
背景技术
角蛋白是自然界来源最丰富的动物蛋白质之一，主要作为结构性组分存在于动物毛发，鸟类羽毛以及哺乳动物蹄、甲等当中。动物毛发中角蛋白含量较高，达95%以上。而我国传统生产会丢弃掉大量的鸡毛，这是一种对天然蛋白质资源的极大浪费。国内对于鸡毛中提取角蛋白与再生利用方面的研究和报道较少，且在自然资源日渐稀缺，生产和消费活动均强调绿色化的今天，因此对废弃毛进行深加工和资源化利用显得十分必要。
羽毛角蛋白，一种天然的蛋白资源，是我国传统生产业中产生的固体废弃物，无毒且具有良好的生物亲和性及亲肤特性，若能有效利用，不仅可以降低废液的BOD负荷、COD负荷和悬浮物的含量，减少环境污染，而且可以使废弃羽毛资源化利用，实现蛋白的二次增值。众所周知，羽毛角蛋白分子中其肽链亲水极性基团较多如-OH、-NH2、-COOH、-SH等基团很多，导致了羽毛蛋白成膜的柔软性、强度和延展性较差。聚氨酯预聚体的合成是以二异氰酸酯与分子上带有活泼氢的化合物的反应为基础的。这种化学反应的发生，是因为异氰酸酯基(结构式为-N=C=O)中存在高度的不饱和键，所以凡是链端带有异氰酸酯基的化合物，其化学性质非常的活泼。聚氨酯因为存在特殊的结构，使其具有很多的优点。如作为涂料应用时气味小或者无气味，残料易清理；作为涂膜时耐磨、高光泽、高弹性、黏结力强，所以本发明利用聚氨酯耐腐蚀、柔软、有弹性等优点来改善蛋白类物质存在的硬、脆以及耐水性差等缺点，可以起到弥补两种材料缺点，而保留材料优异性能为目的。
发明内容
本发明的目标，通过利用废弃的羽毛蛋白，使羽毛蛋白变废为宝；同时通过利用水溶性聚氨酯成膜时的耐腐蚀、柔软、富有弹性等优点来克服羽毛角蛋白物质的硬、脆以及耐水性差等缺点。得到一种力学性能优良的复合膜。为完成上述发明目的，本发明包括如下各步骤：
1）从市场中收集废弃的鸡毛，用水将鸡毛中的杂质清洗干净。将洗干净的羽毛蛋白放在乙醇溶液浸泡2h，得到脱脂羽毛，再将脱脂羽毛放在一定浓度的酸溶液处理2h。再将羽毛烘干，粉碎，得到醇酸预处理的羽毛粉。称取50g羽毛粉，加入7mol/L的尿素溶液，在50℃浸泡24h。向上述溶液中加入20g的Na2S·9H2O和0.5g的SDS，在50℃的条件下搅拌反应30min，过滤，将滤液调节至酸性，得到沉淀，将沉淀用水反复洗涤后，冷冻干燥，得到羽毛角蛋白粉（FK）。
2）在装有搅拌器、冷凝管及温度计的三口烧瓶中，加入甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚醚二元醇（PPG1000）,加热到50℃~60℃反应2h，控制好TDI用量，使TDI的量为PPG的20%~60%。
3）向第三步的混合物中加入2%~8%的二羟甲基丙酸（DMPA），继续反应至-NCO值达到理论值，再加入适量的1,4-丁二醇(BDO）扩链继续反应1.5h，调节-NCO/-OH的摩尔比值大概在1.1：1~1.8：1左右，所得的乳液为均匀的泛蓝光的半透明乳液。
4）其中第三步中反应至-NCO值达到理论值采用二正丁胺法跟踪测定不同时间段体系中的-NCO含量。称取0.1g溴酚蓝放入100mL容量瓶中，用1.5mL浓度为0.1mol/L的氢氧化钾溶液溶解，然后用蒸馏水稀释至刻度。用分析天平称取（0.2~0.5g）异氰酸酯，并用移液管移取20mL0.1mol/L的二正丁胺甲苯溶液，两者加入到锥心瓶中，剧烈震荡使其充分溶解。静置一段时间后用50mL甲醇稀释后并且摇匀，加入5滴溴酚蓝指示液，用0.1mol/L盐酸标准溶液滴定至终点（由蓝色变黄色，13s不变蓝为止）。
5）降温至45℃左右向第三步中加入一定量的封端剂缩水甘油，再降温加入三乙胺（TEA）反应30min，最后加入去离子水高速乳化制得一定固含量的末端带有反应基团的聚氨酯预聚体乳液。
6）取一定量的第五步的聚氨酯预聚体乳液至三口烧瓶中，取一定量第一步的羽毛蛋白粉配置好15%的羽毛角蛋白溶液，控制羽毛蛋白粉与聚氨酯预聚体乳化的量为1：1~2.5:1左右。调节pH为4~9，在45℃的水浴锅内，搅拌1h，即可得聚氨酯改性角蛋白的聚合物乳液。
7）将15cm×15cm的聚四氟乙烯模具板放在水平面上，取适量制备好的羽毛蛋白/聚氨酯预聚体乳液倒入模具中，尽量使溶液充满板的内槽，以保证干燥后膜的厚度适当。在室温下干燥成膜，取下备用。
具体实施方式：
下面通过具体的实例对本发明作进一步的说明。
实施例一、
在装有搅拌器、冷凝管及温度计的三口烧瓶中，加入甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚醚二元醇（PPG1000），使TDI的量为PPG的30%，加热到50℃反应2h，向体系加入TDI及PPG的量的3%的DMPA，继续反应至-NCO值达到理论值后，加入1,4-丁二醇（BDO）扩链1.5h，加入BDO的量通过计算体系的羟至，控制好-NCO/-OH的摩尔比为1.4：1。降温至45℃后，加入一定量的封端剂缩水甘油，再降温加入三乙胺（TEA）反应30min，最后加入去离子水高速乳化制得一定固含量的末端带有反应基团的聚氨酯预聚体乳液。所得的聚氨酯预聚体乳液泛蓝光、半透明，且通过离心分离后得到稳定乳液，其-NCO残留量为1.5%。所得的水溶性聚氨酯胶膜（WPU）浸泡后呈良好的耐水性，其吸水性为9.25%，其抗张强度为30MPa，断裂伸长率为400%。
实施例二、
在装有搅拌器、冷凝管及温度计的三口烧瓶中，加入甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚醚二元醇（PPG1000），使TDI的量为PPG的40%，加热到50℃反应2h，向体系加入TDI及PPG的量的3%的DMPA，继续反应至-NCO值达到理论值后，加入1,4-丁二醇（BDO）扩链1.5h，加入BDO的量通过计算体系的羟至，控制好-NCO/-OH的摩尔比为1.4：1。降温至45℃后，加入一定量的封端剂缩水甘油，再降温加入三乙胺（TEA）反应30min，最后加入去离子水高速乳化制得一定固含量的末端带有反应基团的聚氨酯预聚体乳液。所得的聚氨酯预聚体乳液泛蓝光、微白，且通过离心分离后得到稳定性较好的乳液。所得的水溶性聚氨酯胶膜（WPU）泡后呈良好的耐水性，其吸水性为8.5%，其抗张强度为55MPa，断裂伸长率为310%。
实施例三、
在装有搅拌器、冷凝管及温度计的三口烧瓶中，加入甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚醚二元醇（PPG1000），使TDI的量为PPG的30%，加热到50℃反应2h，向体系加入TDI及PPG的量的3%的DMPA，继续反应至-NCO值达到理论值后，加入1,4-丁二醇（BDO）扩链1.5h，加入BDO的量通过计算体系的羟至，控制好-NCO/-OH的摩尔比为1.4：1。降温至40℃后，加入一定量的封端剂缩水甘油，再降温加入三乙胺（TEA）反应2.5h，最后加入去离子水高速乳化制得一定固含量的末端带有反应基团的聚氨酯预聚体乳液。所得的聚氨酯预聚体乳液泛蓝光、半透明，且通过离心分离后得到稳定乳液，测得-NCO的含量分别在30min、1h、1.5h、2h、2.5h为2.8%、2.35%、1.8%、1.1%、0.5%。
实施例四、
取一定量从实施例三合成的聚氨酯预聚体乳液至三口烧瓶中，取一定量第一步的羽毛蛋白粉配置好15%的羽毛角蛋白溶液，控制好羽毛蛋白粉（FK）的量与聚氨酯预聚体的质量为1:1，调节pH为8，在45℃的水浴锅内，搅拌1h，即可得聚氨酯改性角蛋白的聚合物乳液。所得的聚氨酯改性角蛋白的聚合物乳液黏度为47.5Pa·s。
实施例五、
取一定量从实施例三合成的聚氨酯预聚体乳液至三口烧瓶中，取一定量第一步的羽毛蛋白粉配置好15%的羽毛角蛋白溶液，控制好羽毛蛋白粉（FK）的量与聚氨酯预聚体的质量为1:1，调节pH为4~9，在45℃的水浴锅内，搅拌1h，即可得聚氨酯改性角蛋白的聚合物乳液。所得的聚氨酯改性角蛋白的聚合物乳液黏度在pH为4~9分别为：15Pa·s、34Pa·s、47Pa·s、53Pa·s、60Pa·s、36Pa·s。
实施例六、
取一定量从实施例三合成的聚氨酯预聚体乳液至三口烧瓶中，取一定量第一步的羽毛蛋白粉配置好15%的羽毛角蛋白溶液，控制好羽毛蛋白粉（FK）的量与聚氨酯预聚体的质量为1:1，调节pH为8，在45℃的水浴锅内，搅拌1h，即可得聚氨酯改性角蛋白的聚合物乳液。而所得的聚合物乳液在-10℃稳定性、60℃稳定性、离心稳定性都很好。将15cm×15cm的聚四氟乙烯模具板放在水平面上，取适量制备好的羽毛蛋白/聚氨酯预聚体乳液倒入模具中，尽量使溶液充满板的内槽，以保证干燥后膜的厚度适当。在室温下干燥成膜。所得的羽毛蛋白/水溶性聚氨酯复合膜各种力学性能如下：抗张强度为41MPa，断裂伸长率为415%、吸水率为125%、甲苯吸水率为38%、表面水接触角为64.5°、透水汽速率为277mg/（m2·24h）、透气性为389.5mL/(cm2·h)。
实施例七、
取一定量从实施例三合成的聚氨酯预聚体乳液至三口烧瓶中，取一定量第一步的羽毛蛋白粉配置好15%的羽毛角蛋白溶液，控制好羽毛蛋白粉（FK）的量与聚氨酯预聚体的质量为3:7，调节pH为8，在45℃的水浴锅内，搅拌1h，即可得聚氨酯改性角蛋白的聚合物乳液。而所得的聚合物乳液在-10℃稳定性不稳定，而60℃稳定性很好，而离心稳定性较好。将15cm×15cm的聚四氟乙烯模具板放在水平面上，取适量制备好的羽毛蛋白/聚氨酯预聚体乳液倒入模具中，尽量使溶液充满板的内槽，以保证干燥后膜的厚度适当。在室温下干燥成膜。所得的羽毛蛋白/水溶性聚氨酯复合膜各种力学性能如下：抗张强度为18MPa，断裂伸长率为625%、吸水率为78%、甲苯吸水率为47%、表面水接触角为69°、透水汽速率为192mg/（m2·24h）、透气性为277.3mL/(cm2·h)。
Claims (10)
1.一种羽毛蛋白/水溶性聚氨酯复合膜的制备方法，其特征在于，该方法包括如下各步骤：
1）提取羽毛角蛋白的提取流程分为三个主要阶段，即：乙醇预处理（I）、盐酸预处理（II）和巯基乙醇还原（III）；简述如下：原料羽毛经自来水反复洗涤，干燥后粉碎，然后进行乙醇预处理，得到脱脂羽毛（I）；将脱脂羽毛用一定浓度的酸溶液处理，洗涤、干燥后得酸预处理羽毛（II）；依次加入水、硫化钠、助剂等，在适当温度下还原（III）；最后过滤、调节滤液pH至酸性，得到沉淀，将沉淀用水反复洗涤后，冷冻干燥，得到羽毛蛋白粉（FK）；
2）在装有搅拌器、冷凝管及温度计的三口烧瓶中，加入甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚醚二元醇（PPG1000）,加热到50℃~60℃反应2h，控制好TDI用量，使TDI的量为PPG的20%~60%；
3）向第二步的混合物中加入2%~8%的二羟甲基丙酸（DMPA），继续反应至-NCO值达到理论值，再加入适量的1,4-丁二醇(BDO）扩链继续反应1.5h，调节-NCO/-OH的摩尔比值大概在1.1：1~1.8：1左右，所得的乳液为均匀的泛蓝光的半透明乳液；
4）其中第三步中反应至-NCO值达到理论值采用二正丁胺法跟踪测定不同时间段体系中的-NCO含量；称取0.1g溴酚蓝放入100mL容量瓶中，用1.5mL浓度为0.1mol/L的氢氧化钾溶液溶解，然后用蒸馏水稀释至刻度；用分析天平称取（0.2~0.5g）异氰酸酯，并用移液管移取20mL0.1mol/L的二正丁胺甲苯溶液，两者加入到锥心瓶中，剧烈震荡使其充分溶解；静置一段时间后用50mL甲醇稀释后并且摇匀，加入5滴溴酚蓝指示液，用0.1mol/L盐酸标准溶液滴定至终点（由蓝色变黄色，13s不变蓝为止）；
5）降温至45℃左右向第三步中加入一定量的封端剂缩水甘油，再降温加入三乙胺（TEA）反应30min，最后加入去离子水高速乳化制得一定固含量的末端带有反应基团的聚氨酯预聚体乳液；
6）取一定量的第五步的聚氨酯预聚体乳液至三口烧瓶中，取一定量第一步的羽毛蛋白粉配置好15%的羽毛角蛋白溶液，控制羽毛蛋白粉与聚氨酯预聚体乳化的量为1：1~2.5：1左右；调节pH为4~9，在45℃的水浴锅内，搅拌1h，即可得聚氨酯改性角蛋白的聚合物乳液；
7）将15cm×15cm的聚四氟乙烯模具板放在水平面上，取适量制备好的羽毛蛋白/聚氨酯预聚体乳液倒入模具中，尽量使溶液充满板的内槽，以保证干燥后膜的厚度适当；在室温下干燥成膜，取下备用。
2.如权利要求1所述一种羽毛蛋白/水性聚氨酯复合膜的制备方法，其特征在于羽毛角蛋白的提取是通过醇酸预处理的且羽毛蛋白的提取使用硫化钠还原法提取的。
3.如权利要求1所述一种羽毛蛋白/水性聚氨酯复合膜的制备方法，其特征在于采用内乳化法合成水性聚氨酯预聚体的。
4.如权利要求1所述一种羽毛蛋白/水性聚氨酯复合膜的制备方法，其特征在于控制TDI的量为PPG的20%~60%。
5.如权利要求1所述一种羽毛蛋白/水性聚氨酯复合膜的制备方法，其特征在于控制-NCO/-OH比值为1.1：1~1.8：1。
6.如权利要求1所述一种羽毛蛋白/水性聚氨酯复合膜的制备方法，其特征在于控制DMPA的量为2%~8%。
7.如权利要求1所述一种羽毛蛋白/水性聚氨酯复合膜的制备方法，其特征在于采用缩水甘油对聚氨酯预聚体进行封端。
8.如权利要求1所述一种羽毛蛋白/水性聚氨酯复合膜的制备方法，其特征在于利用废弃羽毛为复合材料跟水溶性聚氨酯进行接枝，得到力学性能优良的复合膜。
9.如权利要求1所述一种羽毛蛋白/水性聚氨酯复合膜的制备方法，其特征在于控制羽毛蛋白粉与聚氨酯预聚体乳化的量为1：1~2.5:1左右。
10.如权利要求1所述一种羽毛蛋白/水性聚氨酯复合膜的制备方法，其特征在于在羽毛蛋白粉与聚氨酯预聚体乳液混合反应时，控制pH为4~9。
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|---|---|---|---|---|
| CN107137758A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-09-08 | 林贵梅 | 一种微纤维胶原止血材料及其制备方法 |
| CN107163546A (zh) * | 2017-05-02 | 2017-09-15 | 安徽繁盛禽业有限公司 | 一种水性聚氨酯鞋面革浆料的制备方法 |
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| CN110204679A (zh) * | 2019-05-20 | 2019-09-06 | 齐鲁工业大学 | 一种改性环保水性聚氨酯的制备方法及其制备的聚氨酯 |
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2014
- 2014-12-10 CN CN201410750674.3A patent/CN105732945A/zh active Pending
Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
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| CN107137758A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-09-08 | 林贵梅 | 一种微纤维胶原止血材料及其制备方法 |
| CN108409935A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-08-17 | 齐鲁工业大学 | 一种牛毛角蛋白改性油性聚氨酯膜的制备方法 |
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