CN109666191A - 一种可降解缓冲材料的制备方法 - Google Patents

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张桂霞
赵建
曲敏杰
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孟双
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吴蔚
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Abstract

本发明涉及一种可降解缓冲材料的制备方法，属于芦荟皮粉的处理及应用领域。一种可降解缓冲材料的制备方法，所述方法按照以下方法制备：将淀粉与蒸馏水混合配制成淀粉质量浓度为50％的淀粉胶体，依次加入塑化剂、芦荟皮粉，60～70℃恒温搅拌30min，得混合物；将所得混合物放置模具中，利用平板硫化机进行发泡，平板硫化机加工温度为150℃，压力为5MPa，发泡时间为1min，冷却至室温得可降解缓冲材料。本发明有效地解决了芦荟皮粉的不恰当处理导致的环境问题和资源浪费，对芦荟皮粉在生物质材料领域的应用提供了研究依据和实际的指导意义。

Description

一种可降解缓冲材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种可降解缓冲材料的制备方法，属于芦荟皮粉的处理及应用领域。
背景技术
芦荟表皮中，主要包括芦荟素、芦荟苦素等具有杀菌、消炎、抗紫外作用的活性物质。芦荟皮通常作为芦荟加工产业的副产物，近些年主要应用在饲料加工产业，其真正价值并未得到完全的发挥。大量的芦荟皮被焚烧丢弃，对环境造成很大的负担。芦荟皮粉含有大量的羟基，因此具有较高的极性，分子内和分子间存在氢键作用。芦荟皮粉中含有大量的抗菌成分，且作为一种天然高分子材料，无污染可以降解，环境友好。芦荟皮粉的制备条件较为温和能很大程度上保留芦荟皮中的活性成分，因此其具有较高的利用价值。合理利用芦荟皮粉不但可以增加企业效益还可以降低环境污染，具有较高的研究价值。
淀粉是植物体中贮存的能量的主要物质，广泛的存在于种子以及块茎中，各类植物中的淀粉含量都较高。淀粉可以看作是葡萄糖的高聚体。淀粉的作用不仅仅是食用，工业上用于制得各种糖的产物，比如葡萄糖，酒精之类的物质，也可以用于纺织物、纸张、药物等。很少用于改性材料。
发明内容
本发明的目的是研究一种可降解缓冲材料的制备方法，使材料具有较好的力学性能，并赋予其可降解、抗菌等新的性能，同时也可以有效地解决芦荟皮粉的不恰当处理导致的环境问题和资源浪费。
为实现上述目的，本发明所提供助剂种类、用量以及加工工艺条件，技术方案如下：
一种可降解缓冲材料的制备方法，所述方法按照以下方法制备：将淀粉与蒸馏水混合配制成淀粉质量浓度为50％的淀粉胶体，依次加入塑化剂、芦荟皮粉，60～70℃恒温搅拌30min，得混合物；将所得混合物放置模具中，利用平板硫化机进行发泡，平板硫化机加工温度为150℃，压力为5MPa，发泡时间为1min，冷却至室温得可降解缓冲材料。
优选地，所述淀粉、塑化剂、芦荟皮粉的重量份之比为100:21:20。
优选地，所述塑化剂为甘油和乙二醇，其中甘油和乙二醇的重量份之比为1：2。
优选地，所述芦荟皮粉加入前进行帚化处理后进行偶联化处理，所述帚化处理为将芦荟皮粉在碱液中浸泡1h，洗至中性后干燥，所述偶联化处理使用硅烷偶联剂KH550，所述硅烷偶联剂KH550与芦荟皮粉的重量份之比为1:100。
通过对芦荟皮粉进行适当的改性以提高二者相容性的差异，从而提高制品质量。
本发明所述硅烷偶联剂KH550的化学结构式为NH2CH2CH2CH2Si(OC2H5)3，为商业购得。
本发明中芦荟皮粉和淀粉作为天然的高分子材料，利用其所制备的材料具有能够完全降解的性能。芦荟皮粉经过帚化后，可以去除其表面的杂质和小分子物质，同时也可以增大填料和基体间的接触面积。
本发明对实际工业生产中能够满足发泡成型要求。
处理前后的芦荟皮粉作为填料相比，经过帚化和偶联处理的芦荟皮粉添加到基体淀粉中后，材料的力学性能、热性能提升，泡孔更加的均匀质密。
本发明的有益效果：本发明利用了芦荟皮粉的可降解及抗菌性能，将其作为填料与淀粉基体混合，制备了一种完全可降解的生物质材料，同时有效地解决了芦荟皮粉的不恰当处理导致的环境问题和资源浪费，能够物尽其用，对芦荟皮粉在生物质材料领域的应用开创了先河并提供了研究依据和实际的指导意义。
附图说明
图1为一种可降解缓冲材料的制备方法工艺流程图；
图2为实施例1制得材料的热重分析图；
图3为实施例1制得材料的导数热重分析图；
图4为实施例2制得材料的热重分析图；
图5为实施例2制得材料的导数热重分析图。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
本发明所用淀粉是商业购得，所购的淀粉商品名为：抚顺市冬梅淀粉。
本发明所用芦荟皮粉是商业购得，所购的芦荟皮粉商品名：云南万绿生物芦荟皮粉。
实施例1
以淀粉为基体，未处理的芦荟皮粉作为填料，制备一种可降解缓冲发泡材料，方法如下：将淀粉(100份)与适量蒸馏水(100份)混合，并依次加入甘油(7份)、乙二醇(14份)、未处理的芦荟皮粉(20份)，将混合物置于恒温油浴锅中匀速搅拌，而后进行模压成型，其具体制备过程如下：
第一步：将芦荟皮粉进行干燥处理；
第二步：将淀粉与适量蒸馏水混合，并依次加入塑化剂、未处理的芦荟皮粉，将混合物置于65℃的恒温油浴锅中匀速搅拌30min；
第三步：将制备好的混合物放置到形状固定的模具中，利用平板硫化机进行发泡，平板硫化机加工温度为150℃，压力为5MPa，发泡时间为1min，将制品冷却至室温，裁成标准样条，完全干燥后进行测试。
参照GB1040-79国家标准进行拉伸测试；参照国家GB/T6343-2009标准进行的密度测试所得材料的拉伸强度：3.58MPa，断裂伸长率：10.54％；密度：1.320g/cm3。
由测试结果可知本实施例制备的材料为力学性能较好，是可以完全降解的生物质材料。
实施例2
以淀粉为基体，经过帚化和偶联剂处理的芦荟皮粉作为填料，制备一种可降解缓冲发泡材料，方法如下：将淀粉(100份)与适量蒸馏水(100份)混合，并依次加入甘油(7份)、乙二醇(14份)、未处理的芦荟皮粉(20份)，将混合物置于恒温油浴锅中匀速搅拌，而后进行模压成型，其具体制备过程如下：
第一步：将芦荟皮粉进行帚化处理，在碱液，所用碱液是质量分数为12％NaOH溶液，中浸泡1h，洗至中性后干燥处理，在干燥好的芦荟皮粉中加入硅烷偶联剂KH550(0.2份)分散均匀后再次干燥；
第二步：将淀粉与适量蒸馏水混合，并依次加入塑化剂、处理后的芦荟皮粉，将混合物置于65℃的恒温油浴锅中匀速搅拌30min；
第三步：将制备好的混合物放置到形状固定的模具中，利用平板硫化机进行发泡，平板硫化机加工温度为150℃，压力为5MPa，发泡时间为1min，将制品冷却至室温，裁成标准样条，完全干燥后待测试；
第四步：参照GB1040-79国家标准进行拉伸测试；参照国家GB/T6343-2009标准进行的密度测试，所得材料的拉伸强度：4.26MPa，断裂伸长率：1.62％；密度：1.259g/cm3。
由测试结果可知本实施例制备的材料为力学性能较好，是可以完全降解的生物质材料。

Claims (4)

1.一种可降解缓冲材料的制备方法，其特征在于，所述方法按照以下方法制备：将淀粉与蒸馏水混合配制成淀粉质量浓度为50％的淀粉胶体，依次加入塑化剂、芦荟皮粉，60～70℃恒温搅拌30min，得混合物；将所得混合物放置模具中，利用平板硫化机进行发泡，平板硫化机加工温度为150℃，压力为5MPa，发泡时间为1min，冷却至室温得可降解缓冲材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述淀粉、塑化剂、芦荟皮粉的重量份之比为100:21:20。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述塑化剂为甘油和乙二醇，其中甘油和乙二醇的重量份之比为1：2。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述芦荟皮粉加入前进行帚化处理后进行偶联化处理，所述帚化处理为将芦荟皮粉在碱液中浸泡1h，洗至中性后干燥，所述偶联化处理使用硅烷偶联剂KH550，所述硅烷偶联剂KH550与芦荟皮粉的重量份之比为1:100。
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Title
老中医养生堂编著: "《本草纲目中草药使用图鉴》", 30 April 2016, 海峡出版社发行集团、福建科学技术出版社 *

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