CN106958051A - 一种组合植物的聚乳酸纤维的生产方法 - Google Patents

一种组合植物的聚乳酸纤维的生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106958051A
CN106958051A CN201710324637.XA CN201710324637A CN106958051A CN 106958051 A CN106958051 A CN 106958051A CN 201710324637 A CN201710324637 A CN 201710324637A CN 106958051 A CN106958051 A CN 106958051A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polylactic
combined plant
production method
acid
acid fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710324637.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN106958051B (zh
Inventor
王静
李勃达
李勃睿
李钰涵
顾园
李雨玥
王玉林
李佩翰
傅勃锦
吕谨伶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yunnan Agricultural University
Original Assignee
Yunnan Agricultural University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yunnan Agricultural University filed Critical Yunnan Agricultural University
Priority to CN201710324637.XA priority Critical patent/CN106958051B/zh
Publication of CN106958051A publication Critical patent/CN106958051A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106958051B publication Critical patent/CN106958051B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/88—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
    • D01F6/92—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polyesters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/56—Lactic acid
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种组合植物的聚乳酸纤维的生产方法，无需使用硫酸、乙醚等对环境危害较大的化学物质，只需要加入微量的石墨烯，其余原料均为天然的植物和矿物原料，同时石墨烯经过离心后可以重复使用，对环境的危害显著降低，由于加入了纳米级贝壳粉，制备的聚乳酸纤维的白度也得到提高；本发明的组合植物的聚乳酸纤维的生产方法，是一种新型环保的生物纤维的制备方法，符合国家对纺织工业的要求。

Description

一种组合植物的聚乳酸纤维的生产方法
技术领域
本发明涉及聚乳酸纤维的制备方法，属于纺织技术领域，尤其涉及一种组合植物的聚乳酸纤维的生产方法。
背景技术
聚乳酸纤维是以玉米、小麦、甜菜等含淀粉的农产品为原料，经发酵生成乳酸后，再经缩聚和熔融纺丝制成.聚乳酸纤维是一种原料可种植、易种植，废弃物在自然界中可自然降解的合成纤维。它在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时，不会散发毒气，不会造成污染，是一种可持续发展的生态纤维。其织物面料手感、悬垂性好,抗紫外线,具有较低的可燃性和优良的加工性能,适用于各种时装、休闲装、体育用品和卫生用品等，具有广阔的应用前景。
聚乳酸纤维(PLA)的生产原料乳酸是从玉米淀粉中制得，所以也将这种纤维称为玉米纤维，可以用甜菜或谷物等经葡萄糖发酵制成,以降低制备乳酸聚合体的成本。通过乳酸环化二聚物的化学聚合或乳酸的直接聚合可以得到高分子量的聚乳酸。以聚乳酸为原料得到的制品，具有良好的生物相容性和生物可吸收性，以及抑菌性、阻燃性，并且在可降解热塑性高分子材料中，PLA具有最好的抗热性。
PLA纤维具有同PET纤维(即聚酯纤维)相似的物理特性，不仅具有高结晶性，还具有同样的透明性；并且由于它的高结晶性和高取向度，从而具有高耐热性和高强度，且无需特殊的设备和操作工艺，应用常规的加工工艺便可进行纺丝。
但是这些传统的生产方法中，工艺较为复杂，且副产物较多，原料利用率不高。
中国发明专利CN104356365A公开了一种聚乳酸纤维的生产方法，该方法通过在生物催化剂的作用下，对玉米、木薯、小麦和甜菜等提取原料进行微生物发酵，再加入强酸反应后得到乳酸，脱水得到丙交酯，聚合得到聚乳酸纤维，该方法提高了原料的利用率，便于推广和应用。
聚乳酸纤维具有可降解的性能，是公认的环保纤维，但是该生产方法中需要应用到硫酸，这会对环境造成一定的危害，不符合我国对纺织行业越来越高的环保要求，故有必要对该生产方法做进一步的改进，从而取得更好的生态效益。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种组合植物的聚乳酸纤维的生产方法。
本发明的技术方案如下：
一种组合植物的聚乳酸纤维的生产方法，包括以下步骤：
A、将组合植物、贝壳粉和石墨烯，在生物催化剂的作用下，加入纯乳酸菌进行发酵，获得发酵液；
B、利用石灰乳对发酵液进行中和至微碱性，再沸煮杀菌，冷却后过滤，并用热水重结晶；
C、向其中缓慢加入醋酸，并充分搅拌后过滤，对滤液进行蒸发浓缩；
D、将浓缩液3500-4500rpm条件下进行离心处理，得到乳酸；
E、对得到的乳酸进行脱水环化，得到丙交酯，再将得到的丙交酯开环聚合得到聚乳酸纤维。
所述生物催化剂为麦芽酶、糖化酶。
优选的，所述的步骤A中，组合植物为玉米、木薯、小麦和甜菜的任意组合。
优选的，所述的步骤A中，贝壳粉和石墨烯的加入量分别为组合植物质量的0.01-0.03％和0.0001-0.0005％。
优选的，所述的贝壳粉和石墨烯在使用前，需要在高速球磨机中高速研磨，得到纳米级混合粉末。
优选的，所述的贝壳粉经过高温焙烧，形成微孔结构。
优选的，所述的纳米级混合粉末的粒径控制在80-200nm。
优选的，所述的醋酸的合成方法为生物法合成；其质量百分数为10-20％。
优选的，所述的醋酸的加入时间控制在6-8h。
本发明与中国发明专利CN104356365A的主要区别以及有益之处在于：
1、在生物发酵阶段加入具有微孔结构的贝壳粉以及石墨烯，可以为步骤A中的生物发酵提供更充分的发酵环境，提高酶、乳酸菌和组合植物原料的接触面积，提高反应效率；
2、由于加入了石墨烯和贝壳粉，提高了反应效率，无需加入强酸，只需要控制醋酸的加入速度，就可以在步骤C中得到乳酸；
3、步骤D中，无需加入溶剂和脱色剂，只需要进行离心处理强石墨烯去除，就可以得到可用于脱水环化的乳酸，该乳酸中含有部分纳米级碳酸钙分子结构(纳米级贝壳粉)，使后续制备的聚乳酸纤维具有更好的白度；
综上所述，本发明的组合植物的聚乳酸纤维的生产方法，不需要使用背景技术中的硫酸、乙醚等对环境危害较大的化学物质，只需要加入微量的石墨烯，其余原料均为天然的植物和矿物原料，同时石墨烯经过离心后可以重复使用，对环境的危害显著降低；由于加入了纳米级贝壳粉，制备的聚乳酸纤维的白度也得到提高，故本发明的组合植物的聚乳酸纤维的生产方法，是一种新型环保的生物纤维的制备方法，符合国家对纺织工业的要求。
具体实施方式
实施例1：
一种组合植物的聚乳酸纤维的生产方法，包括以下步骤：
A、将组合植物、贝壳粉和石墨烯，在生物催化剂的作用下，加入纯乳酸菌进行发酵，获得发酵液；
B、利用石灰乳对发酵液进行中和至微碱性，再沸煮杀菌，冷却后过滤，并用热水重结晶；
C、向其中缓慢加入醋酸，并充分搅拌后过滤，对滤液进行蒸发浓缩；
D、将浓缩液4200rpm条件下进行离心处理，得到乳酸；
E、对得到的乳酸进行脱水环化，得到丙交酯，再将得到的丙交酯开环聚合得到聚乳酸纤维。
所述生物催化剂为麦芽酶、糖化酶。
所述的步骤A中，组合植物为玉米和甜菜的组合。
所述的步骤A中，贝壳粉和石墨烯的加入量分别为组合植物质量的0.025％和0.00025％。
所述的贝壳粉和石墨烯在使用前，需要在高速球磨机中高速研磨，得到纳米级混合粉末。
所述的贝壳粉经过高温焙烧，形成微孔结构。
所述的纳米级混合粉末的粒径控制在80-200nm。
所述的醋酸的合成方法为生物法合成；其质量百分数为16％。
所述的醋酸的加入时间控制在7h。
实施例2：
一种组合植物的聚乳酸纤维的生产方法，包括以下步骤：
A、将组合植物、贝壳粉和石墨烯，在生物催化剂的作用下，加入纯乳酸菌进行发酵，获得发酵液；
B、利用石灰乳对发酵液进行中和至微碱性，再沸煮杀菌，冷却后过滤，并用热水重结晶；
C、向其中缓慢加入醋酸，并充分搅拌后过滤，对滤液进行蒸发浓缩；
D、将浓缩液3500rpm条件下进行离心处理，得到乳酸；
E、对得到的乳酸进行脱水环化，得到丙交酯，再将得到的丙交酯开环聚合得到聚乳酸纤维。
所述生物催化剂为麦芽酶、糖化酶。
所述的步骤A中，组合植物为玉米和木薯的组合。
所述的步骤A中，贝壳粉和石墨烯的加入量分别为组合植物质量的0.03％和0.0001％。
所述的贝壳粉和石墨烯在使用前，需要在高速球磨机中高速研磨，得到纳米级混合粉末。
所述的贝壳粉经过高温焙烧，形成微孔结构。
所述的纳米级混合粉末的粒径控制在80-200nm。
所述的醋酸的合成方法为生物法合成；其质量百分数为20％。
所述的醋酸的加入时间控制在6h。
实施例3：
一种组合植物的聚乳酸纤维的生产方法，包括以下步骤：
A、将组合植物、贝壳粉和石墨烯，在生物催化剂的作用下，加入纯乳酸菌进行发酵，获得发酵液；
B、利用石灰乳对发酵液进行中和至微碱性，再沸煮杀菌，冷却后过滤，并用热水重结晶；
C、向其中缓慢加入醋酸，并充分搅拌后过滤，对滤液进行蒸发浓缩；
D、将浓缩液4500rpm条件下进行离心处理，得到乳酸；
E、对得到的乳酸进行脱水环化，得到丙交酯，再将得到的丙交酯开环聚合得到聚乳酸纤维。
所述生物催化剂为麦芽酶、糖化酶。
所述的步骤A中，组合植物为玉米、小麦和甜菜的组合。
所述的步骤A中，贝壳粉和石墨烯的加入量分别为组合植物质量的0.01％和0.0005％。
所述的贝壳粉和石墨烯在使用前，需要在高速球磨机中高速研磨，得到纳米级混合粉末。
所述的贝壳粉经过高温焙烧，形成微孔结构。
所述的纳米级混合粉末的粒径控制在80-200nm。
所述的醋酸的合成方法为生物法合成；其质量百分数为10％。
所述的醋酸的加入时间控制在8h。
对比例1
将实施例1中的醋酸替换为硫酸，其余制备条件不变。
对比例2
将实施例1中的贝壳粉去除，其余制备条件不变。
经检测，对比例1和对比例2制备的聚乳酸纤维的白度比实施例1制备的聚乳酸纤维，降低了22-28％。
由以上数据可以知道，加入贝壳粉可以提高聚乳酸纤维的白度；而对比例1中，可能是由于硫酸为强酸，而贝壳粉的主要成分为碳酸钙，纳米级的碳酸钙与强酸反应，无法继续存在导致。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种组合植物的聚乳酸纤维的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将组合植物、贝壳粉和石墨烯，在生物催化剂的作用下，加入纯乳酸菌进行发酵，获得发酵液；
B、利用石灰乳对发酵液进行中和至微碱性，再沸煮杀菌，冷却后过滤，并用热水重结晶；
C、向其中缓慢加入醋酸，并充分搅拌后过滤，对滤液进行蒸发浓缩；
D、将浓缩液3500-4500rpm条件下进行离心处理，得到乳酸；
E、对得到的乳酸进行脱水环化，得到丙交酯，再将得到的丙交酯开环聚合得到聚乳酸纤维。
2.如权利要求1所述的组合植物的聚乳酸纤维的生产方法，其特征在于，所述的步骤A中，组合植物为玉米、木薯、小麦和甜菜的任意组合。
3.如权利要求1所述的组合植物的聚乳酸纤维的生产方法，其特征在于，所述的步骤A中，贝壳粉和石墨烯的加入量分别为组合植物质量的0.01-0.03％和0.0001-0.0005％。
4.如权利要求1所述的组合植物的聚乳酸纤维的生产方法，其特征在于，所述的贝壳粉经过高温焙烧，形成微孔结构。
5.如权利要求1所述的组合植物的聚乳酸纤维的生产方法，其特征在于，所述的贝壳粉和石墨烯在使用前，需要在高速球磨机中高速研磨，得到纳米级混合粉末。
6.如权利要求5所述的组合植物的聚乳酸纤维的生产方法，其特征在于，所述的纳米级混合粉末的粒径控制在80-200nm。
7.如权利要求1所述的组合植物的聚乳酸纤维的生产方法，其特征在于，所述的醋酸的合成方法为生物法合成；其质量百分数为10-20％。
8.如权利要求7所述的组合植物的聚乳酸纤维的生产方法，其特征在于，所述的醋酸的加入时间控制在6-8h。
CN201710324637.XA 2017-05-10 2017-05-10 一种组合植物的聚乳酸纤维的生产方法 Active CN106958051B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710324637.XA CN106958051B (zh) 2017-05-10 2017-05-10 一种组合植物的聚乳酸纤维的生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710324637.XA CN106958051B (zh) 2017-05-10 2017-05-10 一种组合植物的聚乳酸纤维的生产方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106958051A true CN106958051A (zh) 2017-07-18
CN106958051B CN106958051B (zh) 2019-03-15

Family

ID=59481818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710324637.XA Active CN106958051B (zh) 2017-05-10 2017-05-10 一种组合植物的聚乳酸纤维的生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106958051B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103097432A (zh) * 2010-06-17 2013-05-08 日立造船株式会社 聚乳酸的制备方法
CN103360362A (zh) * 2012-04-04 2013-10-23 现代自动车株式会社 由乳酸盐制备丙交酯的方法
CN104356365A (zh) * 2014-10-13 2015-02-18 张家港市安顺科技发展有限公司 聚乳酸纤维的生产方法
CN105601505A (zh) * 2016-03-04 2016-05-25 江苏大学 一种低温高活性石墨烯负载镍催化转化甘油制取乳酸的方法
CN106398142A (zh) * 2016-07-01 2017-02-15 铜陵方正塑业科技有限公司 一种纳米石墨烯改性蓝藻基复合生物塑料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103097432A (zh) * 2010-06-17 2013-05-08 日立造船株式会社 聚乳酸的制备方法
CN103360362A (zh) * 2012-04-04 2013-10-23 现代自动车株式会社 由乳酸盐制备丙交酯的方法
CN104356365A (zh) * 2014-10-13 2015-02-18 张家港市安顺科技发展有限公司 聚乳酸纤维的生产方法
CN105601505A (zh) * 2016-03-04 2016-05-25 江苏大学 一种低温高活性石墨烯负载镍催化转化甘油制取乳酸的方法
CN106398142A (zh) * 2016-07-01 2017-02-15 铜陵方正塑业科技有限公司 一种纳米石墨烯改性蓝藻基复合生物塑料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106958051B (zh) 2019-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Coppola et al. Bioplastic from renewable biomass: a facile solution for a greener environment
CN108102318A (zh) 可生物分解的薄膜材料
JP2016513153A (ja) 生分解性薄膜及び積層材料
CN106543668A (zh) 一种生物降解黑色地膜及其制备方法
Wojnowska-Baryła et al. Strategies of recovery and organic recycling used in textile waste management
CN106366349B (zh) 玉米芯微米纤维增强氧化纤维素/聚乙烯醇共混地膜的制备方法
CN103992518B (zh) 一种可生物降解的包装材料
JP3216909U (ja) 生分解性積層材料
Venkatachalam et al. Bioplastic world: A review
CN102585464B (zh) 一种聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/竹粉复合材料及制法
Li et al. From fruit and vegetable waste to degradable bioplastic films and advanced materials: A review
CN110079065A (zh) 一种高韧性pla/pbat共混合金及其制备方法
Choudhary et al. Commercial production of bioplastic from organic waste–derived biopolymers viz-a-viz waste treatment: A minireview
CN107603254A (zh) 一种可降解一次性餐具及其制备方法
CN103183937B (zh) 一种改性聚乳酸复合材料及其制备方法
CN102424719B (zh) 含稻草粉的改性聚乳酸复合材料及其制备方法
CN102643523A (zh) 一种改性聚乳酸/聚己内酯复合材料及其制法
CN106958051B (zh) 一种组合植物的聚乳酸纤维的生产方法
Almeida Lessa et al. Structural alteration of cocoa bean shell fibers through biological treatment using Penicillium roqueforti
CN107652640A (zh) 一种循环再生物料
CN108219391A (zh) 一种聚丁二酸丁二醇酯复合材料及其制备方法
CN107057308A (zh) 一种薄膜材料
CN107099872A (zh) 一种环保型新材料聚乳酸纤维制备方法
Wu et al. Modulation of polylactic acid nanofiber containing corn stalk waste via electrospinning: fabrication, characterization, and cytocompatibility
JP2010168595A (ja) ポリｄ−ヒドロキシ酪酸の生分解方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant