CN113088045A - 一种虾壳基粉体改性全降解复合材料 - Google Patents
一种虾壳基粉体改性全降解复合材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113088045A CN113088045A CN202110282750.2A CN202110282750A CN113088045A CN 113088045 A CN113088045 A CN 113088045A CN 202110282750 A CN202110282750 A CN 202110282750A CN 113088045 A CN113088045 A CN 113088045A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- shrimp shell
- based powder
- parts
- composite material
- powder
- 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
Links
- MBLBDJOUHNCFQT-LXGUWJNJSA-N aldehydo-N-acetyl-D-glucosamine Chemical compound CC(=O)N[C@@H](C=O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO MBLBDJOUHNCFQT-LXGUWJNJSA-N 0.000 title claims abstract description 102
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 86
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000002585 base Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000010420 shell particle Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims abstract description 4
- VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N dopamine Chemical compound NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 17
- 229920001896 polybutyrate Polymers 0.000 claims description 15
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical group [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 229960003638 dopamine Drugs 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 208000034530 PLAA-associated neurodevelopmental disease Diseases 0.000 claims description 7
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 6
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims description 3
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 claims description 3
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 claims description 3
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 claims description 3
- -1 compatilizer Substances 0.000 claims description 2
- 241000238557 Decapoda Species 0.000 description 20
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 description 13
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 13
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 12
- ZXJBWUAALADCRI-UHFFFAOYSA-N 2-(octadecoxymethyl)oxirane Chemical group CCCCCCCCCCCCCCCCCCOCC1CO1 ZXJBWUAALADCRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 6
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 5
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 241000238017 Astacoidea Species 0.000 description 4
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 4
- RSKGMYDENCAJEN-UHFFFAOYSA-N hexadecyl(trimethoxy)silane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC[Si](OC)(OC)OC RSKGMYDENCAJEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 3
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 229920000704 biodegradable plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000010794 food waste Substances 0.000 description 2
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 2
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 240000001592 Amaranthus caudatus Species 0.000 description 1
- 235000009328 Amaranthus caudatus Nutrition 0.000 description 1
- JEBFVOLFMLUKLF-IFPLVEIFSA-N Astaxanthin Natural products CC(=C/C=C/C(=C/C=C/C1=C(C)C(=O)C(O)CC1(C)C)/C)C=CC=C(/C)C=CC=C(/C)C=CC2=C(C)C(=O)C(O)CC2(C)C JEBFVOLFMLUKLF-IFPLVEIFSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 240000008067 Cucumis sativus Species 0.000 description 1
- 235000010799 Cucumis sativus var sativus Nutrition 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007171 acid catalysis Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000004178 amaranth Substances 0.000 description 1
- 235000012735 amaranth Nutrition 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000001168 astaxanthin Substances 0.000 description 1
- 235000013793 astaxanthin Nutrition 0.000 description 1
- MQZIGYBFDRPAKN-ZWAPEEGVSA-N astaxanthin Chemical compound C([C@H](O)C(=O)C=1C)C(C)(C)C=1/C=C/C(/C)=C/C=C/C(/C)=C/C=C/C=C(C)C=CC=C(C)C=CC1=C(C)C(=O)[C@@H](O)CC1(C)C MQZIGYBFDRPAKN-ZWAPEEGVSA-N 0.000 description 1
- 229940022405 astaxanthin Drugs 0.000 description 1
- 230000003385 bacteriostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- MHJAJDCZWVHCPF-UHFFFAOYSA-L dimagnesium phosphate Chemical compound [Mg+2].OP([O-])([O-])=O MHJAJDCZWVHCPF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxomagnesium;hydrate Chemical compound O.[Mg]=O.[Mg]=O.[Mg]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- UVCJGUGAGLDPAA-UHFFFAOYSA-N ensulizole Chemical compound N1C2=CC(S(=O)(=O)O)=CC=C2N=C1C1=CC=CC=C1 UVCJGUGAGLDPAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N glycidyl methacrylate Chemical group CC(=C)C(=O)OCC1CO1 VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 235000021190 leftovers Nutrition 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000002686 phosphate fertilizer Substances 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000520 poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) Polymers 0.000 description 1
- 229920009537 polybutylene succinate adipate Polymers 0.000 description 1
- 229920000903 polyhydroxyalkanoate Polymers 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000007226 seed germination Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/06—Biodegradable
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/14—Gas barrier composition
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明涉及一种虾壳基粉体改性全降解复合材料，主要由以下重量份的组份共混、制备而成：生物降解基体树脂100份；虾壳基粉体5‑50份；助剂0.1‑5份。其中，所述虾壳基粉体主要通过以下的方式进行制备：步骤1、采用超声波对虾壳废料置于去离子水中进行超声处理，去除附着在表层的杂质物，取出并烘干；步骤2、将虾壳废料进行粗研磨至获得粒径小于0.1mm的虾壳颗粒物，后获得虾壳基粉体A；步骤3、将虾壳基粉体A进行低温粉碎研磨至800目的虾壳基粉体B，烘干待用；步骤4、将步骤3获得的虾壳基粉体B放入碱液中进行浸渍处理后沥出，并采用去离子水洗涤、烘干后获得虾壳基粉体。
Description
技术领域
本发明涉及降解复合材料技术领域，特别涉及一种虾壳基粉体改性全降解复合材料。
背景技术
我国虾类资源极为丰富，虾仁加工业比较发达，在加工虾仁的过程中，势必会产生大量的虾壳废弃物。虾头和虾壳占整个虾质量的30％-40％，其中，虾壳中几丁质含量为10％-20％，蛋白质含量为20％-40％，碳酸钙含量达30％-40％。然而在对虾的加工过程中会产生大量的虾头和虾壳下脚料，其中，这些废弃虾壳有一部分加工成饲料，而大部分没有被充分利用，这样既造成浪费，又污染了环境。
如何综合利用在加工过程中产生的大量废弃物虾头、虾壳日益显得迫切，如现有技术将虾壳中的有机组分可以作为碳源制备多孔活性炭，用以清除废水中阳离子有机染料。
如公开号为CN109503294A的现有技术公开了载磷小龙虾壳生物炭的应用，以餐饮垃圾小龙虾壳为原料，经Mg改性后制备生物炭，吸附去除废水中的磷，并进一步将吸附磷之后的小龙虾壳生物炭作为缓释肥施入农田，以促进种子发芽和幼苗生长；本发明经Mg改性的虾壳生物炭对磷的吸附能力显著增加，可与磷酸盐生成MgHPO4和Mg(H2PO4)2；磷吸附饱和后的生物炭可以再次缓慢释放，并在土培实验中显著促进苋菜和黄瓜幼苗生长；本发明制备方法简便可行，既实现对小龙虾壳这一餐饮垃圾的有效利用，又可廉价而有效的去除废水中磷，并作为缓释磷肥施用于土壤，促进植物生长，从而达到资源化的目的。
再如，将虾壳用来提取虾青素、甲壳素、壳聚糖、氨基酸等活性物质，如公开号为CN109627356A的现有技术公开了一种基于虾壳生产壳聚糖的制备方法，包括以下步骤：收集虾壳，用自来水将虾壳清洗干净后烘干，粉碎得到虾壳粉，取虾壳粉置于纯化水中，在搅拌过程中滴加酸液，直至无气泡产生，过滤，收集固体粉末，水洗至中性，得到除矿物质后的虾壳粉，得到的除矿物质后的虾壳粉置于碱液中加热。搅拌虾壳粉/纯化水混合液的过程中滴加酸液，使酸液进入混合液之后快速与矿物质反应，不仅能够准确判定反应时间，而且避免混合液体系一直处于较强的酸性，使甲壳素在酸催化作用下降解的问题，确保甲壳素产品的相对分子量分布在较窄的范围内，从而确保壳聚糖产品的相对分子量分布在较窄的范围内，提高壳聚糖产品的应用价值。
可见，现有技术对虾壳的综合应用研究中，虾壳中的优质钙源未得到充分利用。另一方面，生物降解塑料，如PLA、PVA、PBS、PBSA、PBAT、PCL、PHA、PHBV、淀粉等，与PP、PE等塑料相比具有生物降解性，但生物降解塑料本身也存在难以克服的缺陷，单独使用均存在性能缺陷，包括加工热稳定性较差，热形变温度低，韧性差，以及对水蒸气阻隔性差等缺点，以聚乳酸(PLA)为例，PLA具有较高的模量和强度，但PLA制品硬而脆，如不对PLA进行共混改性以提高PLA的耐热性、韧性，将制约PLA的应用和发展前景。
针对该问题，本发明将充分利用虾壳中具有的优质钙源成分和有机质成分对生物降解基体树脂进行改性，以提高复合材料的力学性能和应用性能。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种具有较高拉伸强度、断裂伸长率和良好阻隔性的虾壳基粉体改性全降解复合材料。
本发明通过以下技术方案进行实现：
所述的虾壳基粉体改性全降解复合材料，包括生物降解基体树脂，所述复合材料主要由以下重量份的组份共混、制备而成：
生物降解基体树脂100份；虾壳基粉体5-50份；助剂0.1-5份；所述生物降解基体树脂为PBAT、PCL、PLA、PVA一种或两种以上的组合物。
在上述技术方案的基础上，所述虾壳基粉体主要通过以下的方式进行制备：
步骤1、采用超声波对虾壳废料置于去离子水中进行超声处理，去除附着在表层的杂质物，取出并烘干；
步骤2、将虾壳废料进行粗研磨至获得粒径小于0.1mm的虾壳颗粒物，后获得虾壳基粉体A；
步骤3、将虾壳基粉体A进行低温粉碎研磨至800目的虾壳基粉体B，烘干待用；
步骤4、将步骤3获得的虾壳基粉体B放入碱液中进行浸渍处理后沥出，并采用去离子水洗涤、烘干后获得虾壳基粉体。
在上述技术方案的基础上，待所述步骤4的浸渍处理完成后，还包括如下步骤：
步骤S1、将相对于虾壳基粉体B的质量百分比为20％-40％氯化锌加入碱液中并进行超声分散；
步骤S2、继续将多巴胺加入碱性溶液中，并置于40-50℃的水浴锅中在搅拌下反应12-18h，反应结束后进行抽滤分离、洗涤并烘干，获得虾壳基改性粉体。
优选地，所述多巴胺的浓度为1-2mg/mL。
优选地，所述复合材料主要由以下重量份的组份共混、制备而成：
PBAT 40–50份，PLA 20-40份，PCL 20-30份，虾壳基改性粉体20-35份，硅烷偶联剂0.3-0.8份。
优选地，所述助剂为硅烷偶联剂、相容剂、润滑剂、封端剂中的一种或几种。
优选地，所述碱液为NaOH溶液或KOH溶液，PH为8-9，浸渍处理时间为30-60min。
本发明在上述实施方式的基础上，继续提供一种餐饮具用全生物降解复合材料，该餐饮具用全生物降解复合材料采用本发明的虾壳基粉体改性全降解复合材料制备而成。
本申请发明人尝试将废弃的虾壳粉作为全降解生物基体树脂的改性成分，研究发现对于100重量份的生物降解基体树脂，虾壳粉为20-35重量份数时，复合材料的拉伸强度、断裂伸长率与缺口冲击强度等力学性能显著提高，并提高了复合材料的耐温性能，改善共混物的加工成型稳定性，获得了意料不到的技术效果，同时实现了废弃生物质的高值化综合利用。
由于虾壳的主要成分为矿物质、蛋白质和甲壳素，其中，矿物质类似于纳米碳酸钙、滑石粉的填充增强作用，同时，蛋白质和甲壳素等有机物质对全降解生物基体树脂具有较好的界面结合作用和相容作用，使得虾壳粉能有效提高全降解生物基体树脂的综合性能
本发明获得得有益技术效果：
1、本发明的虾壳基粉体和虾壳基改性粉体对生物降解基体树脂具有优异的界面相容性和界面结合力，对生物降解基体树脂共混物具有优异的补强、增强作用和增韧作用，使得复合材料拉伸强度高，材料韧性好。
2、虾壳基粉体和虾壳基改性粉体提高了生物降解基体树脂的耐温性能，改善共混物的加工成型稳定性。
3、虾壳基改性粉体负载有锌离子，具有抗菌性能。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于以下实施例。
本发明所述助剂为硅烷偶联剂、相容剂、润滑剂、封端剂中的一种或几种。硅烷偶联剂可以选用十六烷基三甲氧基硅烷，相容剂可以选用甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯辛烯共聚物(POE-GMA)，润滑剂可以选用牌号为TPW604的润滑剂，所述封端剂为十八烷基缩水甘油醚。
下面结合实施例对本发明做进一步说明：
实施例1
本实施例提供一种虾壳基粉体的改性方法，具体实施方式如下：
步骤1、采用超声波对虾壳废料置于去离子水中进行超声处理，处理时间为30-120min，去除附着在表层的杂质物，取出并烘干。
步骤2、将虾壳废料进行粗研磨至获得粒径小于0.1mm的虾壳颗粒物，后获得虾壳基粉体A。
步骤3、将虾壳基粉体A进行低温粉碎研磨至800目的虾壳基粉体B，再次烘干待用。
步骤4、将步骤3获得的虾壳基粉体B放入碱液中进行浸渍处理后沥出，并采用去离子水洗涤、烘干后获得虾壳基粉体。
其中，所述碱液为NaOH溶液或KOH溶液，PH为8-9，浸渍处理时间为30-60min。
经过碱液预处理之后将少部分蛋白质溶解析出而刻蚀粉体，从而在增加虾壳基粉体的比表面积，增加虾壳基粉体与生物降解基体树脂的界面结合作用和铆合作用。
本实施例在上述实施方式的基础上，进一步对虾壳基粉体进行改性获得虾壳基改性粉体，具体实施方式如下：
待所述步骤4的浸渍处理完成后，还包括如下步骤：
步骤S1、将相对于虾壳基粉体B的质量百分比为30％的氯化锌(质量百分比还可以采用20％、40％)加入碱液中并进行超声分散。
步骤S2、继续将多巴胺加入碱性溶液中，并置于40-50℃的水浴锅中在搅拌下反应15h，反应结束后进行抽滤分离、洗涤并烘干，获得虾壳基改性粉体。其中，所述多巴胺的浓度为1.5mg/mL，PH为8-9。
实施例2
本实施例的虾壳基粉体改性全降解复合材料由以下重量份数的原料制成：
PBAT 40份，PLA 30份，PCL 30份，虾壳基粉体20份；润滑剂1份，十八烷基缩水甘油醚1份。
本实施例的虾壳基粉体改性全降解复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按重量份分别称取各原料；
S2、将PBAT、PLA、PCL分别置于40-50℃的真空烘箱中干燥6-12h。
S3、将虾壳基粉体与十八烷基缩水甘油醚、润滑剂放入混合机中进行搅拌混合，搅拌速率为3000rpm，搅拌20-30min后，继续加入干燥好的PBAT、PLA、PCL，继续搅拌10min。
S4、将步骤S3的混合物加入双螺杆挤出机中进行熔融共混，机筒温度180℃，螺杆转速为160-180rpm，经挤出即得虾壳基粉体改性全降解复合材料。
实施例3
本实施例的虾壳基粉体改性全降解复合材料由以下重量份数的原料制成：
PBAT 40份，PLA 30份，PCL 30份，虾壳基改性粉体20份；润滑剂1份，十八烷基缩水甘油醚1份，十六烷基三甲氧基硅烷0.5份。
本实施例的虾壳基粉体改性全降解复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按重量份分别称取各原料；
S2、将PBAT、PLA、PCL分别置于40-50℃的真空烘箱中干燥6-12h。
S3、将虾壳基粉体与十六烷基三甲氧基硅烷预搅拌混合，搅拌速率为3000rpm，搅拌10min。
S4、继续加入十八烷基缩水甘油醚、润滑剂放入混合机中进行搅拌混合搅拌20-30min，然后，再加入干燥好的PBAT、PLA、PCL，继续搅拌10min。
S5、将步骤43的混合物加入双螺杆挤出机中进行熔融共混，机筒温度180℃，螺杆转速为160-180rpm，经挤出即得虾壳基粉体改性全降解复合材料。
实施例4
本实施例的虾壳基粉体改性全降解复合材料由以下重量份数的原料制成：
PBAT 50份，PLA 30份，PCL 20份，虾壳基改性粉体30份；润滑剂2份，十八烷基缩水甘油醚1份，十六烷基三甲氧基硅烷0.8份，并按照实施例3的制备方法获得虾壳基粉体改性全降解复合材料。
对比例
本实施例的全降解复合材料由以下重量份数的原料制成：
PBAT 40份，PLA 30份，PCL 30份，润滑剂1份，十八烷基缩水甘油醚1份。
本实施例的全降解复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按重量份分别称取各原料；
S2、将PBAT、PLA、PCL分别置于40-50℃的真空烘箱中干燥6-12h。
S3、将PBAT、PLA、PCL与十八烷基缩水甘油醚、润滑剂放入混合机中进行搅拌混合，搅拌速率为3000rpm，搅拌20-30min。
S4、将步骤S3的混合物加入双螺杆挤出机中进行熔融共混，机筒温度180℃，螺杆转速为160-180rpm，经挤出即得全降解复合材料。
性能测试
将上述实施例和对比例制备的粒子置于60℃鼓风烘箱中干燥8h，然后再将干燥好的粒料在注塑机上注塑成型得到相应的测试样条。
表1虾壳基粉体改性全降解复合材料的性能
由表1性能测试结果数据可以看出，本发明实施例2-4制备的复合材料的伸长率、拉伸强度均优于对比例，表明虾壳基粉体和虾壳基改性粉体对生物降解基体树脂具有明显的增韧作用和增强作用，使得复合材料拉伸强度高，材料韧性好，可见，本发明制得的虾壳基粉体改性全降解复合材料具有优异的力学性能。
抗菌性能测试
抗菌性能检测依据：JIS Z 2801:2000《抗菌制品抗菌性能的检测与平价》。
检测用菌：大肠杆菌(Escherichia coli)ATCC 25822。
金黄色葡萄球菌(Staphylcococcus aureus)ATCC 6538。
检测结果如表2所示：
表2虾壳基粉体改性全降解复合材料的抑菌性能
表中数据表明，本发明的虾壳基改性粉体对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌具有良好的抑菌除味效果和持续的抑制作用。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (7)
1.一种虾壳基粉体改性全降解复合材料，包括生物降解基体树脂，其特征在于：所述复合材料主要由以下重量份的组份共混、制备而成：
生物降解基体树脂100份；虾壳基粉体5-50份；助剂0.1-5份；所述生物降解基体树脂为PBAT、PCL、PLA、PVA一种或两种以上的组合物。
2.根据权利要求1所述的虾壳基粉体改性全降解复合材料，其特征在于：所述虾壳基粉体主要通过以下的方式进行制备：
步骤1、采用超声波对虾壳废料置于去离子水中进行超声处理，去除附着在表层的杂质物，取出并烘干；
步骤2、将虾壳废料进行粗研磨至获得粒径小于0.1mm的虾壳颗粒物，后获得虾壳基粉体A；
步骤3、将虾壳基粉体A进行低温粉碎研磨至800目的虾壳基粉体B，烘干待用；
步骤4、将步骤3获得的虾壳基粉体B放入碱液中进行浸渍处理后沥出，并采用去离子水洗涤、烘干后获得虾壳基粉体。
3.根据权利要求2所述的虾壳基粉体改性全降解复合材料，其特征在于：待所述步骤4的浸渍处理完成后，还包括如下步骤：
步骤S1、将相对于虾壳基粉体B的质量百分比为20％-40％氯化锌加入碱液中并进行超声分散；
步骤S2、继续将多巴胺加入碱性溶液中，并置于40-50℃的水浴锅中在搅拌下反应12-18h，反应结束后进行抽滤分离、洗涤并烘干，获得虾壳基改性粉体。
4.根据权利要求3所述的虾壳基粉体改性全降解复合材料，其特征在于：所述多巴胺的浓度为1-2mg/mL。
5.根据权利要求3所述的虾壳基粉体改性全降解复合材料，其特征在于：所述复合材料主要由以下重量份的组份共混、制备而成：
PBAT 40–50份，PLA 20-40份，PCL 20-30份，虾壳基改性粉体20-35份，硅烷偶联剂0.3-0.8份。
6.根据权利要求1所述的虾壳基粉体改性全降解复合材料，其特征在于：所述助剂为硅烷偶联剂、相容剂、润滑剂、封端剂中的一种或几种。
7.根据权利要求2所述的虾壳基粉体改性全降解复合材料，其特征在于：所述碱液为NaOH溶液或KOH溶液，PH为8-9，浸渍处理时间为30-60min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110282750.2A CN113088045B (zh) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | 一种虾壳基粉体改性全降解复合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110282750.2A CN113088045B (zh) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | 一种虾壳基粉体改性全降解复合材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113088045A true CN113088045A (zh) | 2021-07-09 |
| CN113088045B CN113088045B (zh) | 2023-03-10 |
Family
ID=76668235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110282750.2A Active CN113088045B (zh) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | 一种虾壳基粉体改性全降解复合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113088045B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115678232A (zh) * | 2022-12-15 | 2023-02-03 | 河南能源化工集团研究总院有限公司 | 一种甲壳粉改性聚乳酸复合材料及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106478996A (zh) * | 2016-09-13 | 2017-03-08 | 浙江大学 | 一种以蟹壳为原料制备碳酸钙‑甲壳素复合粉体的方法及其应用 |
| CN106632729A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-10 | 广西北部湾制药股份有限公司 | 一种从虾蟹中提取甲壳素的工艺 |
| CN106962401A (zh) * | 2017-05-14 | 2017-07-21 | 常州力纯数码科技有限公司 | 一种纳米银抗菌剂的制备方法 |
| CN107141517A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-09-08 | 于桢 | 一种利用废弃虾壳制备可降解塑料薄膜的方法 |
| CN110698571A (zh) * | 2019-10-10 | 2020-01-17 | 华南农业大学 | 化学处理蟹壳粉的方法、增强聚乳酸3d打印材料及其制备方法 |
-
2021
- 2021-03-16 CN CN202110282750.2A patent/CN113088045B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106478996A (zh) * | 2016-09-13 | 2017-03-08 | 浙江大学 | 一种以蟹壳为原料制备碳酸钙‑甲壳素复合粉体的方法及其应用 |
| CN106632729A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-10 | 广西北部湾制药股份有限公司 | 一种从虾蟹中提取甲壳素的工艺 |
| CN106962401A (zh) * | 2017-05-14 | 2017-07-21 | 常州力纯数码科技有限公司 | 一种纳米银抗菌剂的制备方法 |
| CN107141517A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-09-08 | 于桢 | 一种利用废弃虾壳制备可降解塑料薄膜的方法 |
| CN110698571A (zh) * | 2019-10-10 | 2020-01-17 | 华南农业大学 | 化学处理蟹壳粉的方法、增强聚乳酸3d打印材料及其制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115678232A (zh) * | 2022-12-15 | 2023-02-03 | 河南能源化工集团研究总院有限公司 | 一种甲壳粉改性聚乳酸复合材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113088045B (zh) | 2023-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110358264B (zh) | 一种生物基环保包装袋及其制备方法 | |
| Hamdan et al. | Effect of maleated anhydride on mechanical properties of rice husk filler reinforced PLA matrix polymer composite | |
| CN1102944C (zh) | 复合树脂组合物 | |
| US20070287795A1 (en) | Composite materials from corncob granules and process for preparation | |
| CA2900596C (en) | Microstructured composite material, method for the production thereof, moulded articles made hereof and also purposes of use | |
| CN111592667B (zh) | 增强、抗菌型的人造岗石废渣基塑料母粒及其制备方法 | |
| CN107459830A (zh) | 一种基于聚多巴胺仿生界面改性剂增强竹纤维与聚丁二酸丁二醇酯界面相容性技术 | |
| JP6775160B2 (ja) | 疎水化セルロース系繊維用の解繊助剤、それを使用する樹脂組成物の製造方法並びに成形体 | |
| TW201529740A (zh) | 樹脂組成物、成形體及製造方法 | |
| CN111777845A (zh) | 一种食品级抗菌抗静电pla材料和制备方法 | |
| CN113637299B (zh) | 一种耐热耐冲击聚乳酸复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN110628134A (zh) | 一种纳米蒙脱土改性聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN113088045B (zh) | 一种虾壳基粉体改性全降解复合材料 | |
| CN115678232A (zh) | 一种甲壳粉改性聚乳酸复合材料及其制备方法 | |
| CN110054838B (zh) | 一种纤维素杂化填料增强聚合物复合材料及其制备方法 | |
| CN111171493B (zh) | 一种耐热抗冲击聚苯乙烯/聚乳酸合金及其制备方法 | |
| CN113105648A (zh) | 一种虾壳基粉体的改性方法 | |
| de Carvalho et al. | Biodegradation of poly (lactic acid)—Cassava bagasse composites produced by injection molding | |
| CN111560159A (zh) | 一种竹粉聚丁二酸丁二醇脂淀粉生物降解塑料及其制备方法 | |
| CN108912647B (zh) | 低voc环保pc/abs塑料及其生产工艺 | |
| Li | Properties of agave fiber reinforced thermoplastic composites | |
| KR20060000695A (ko) | 해조류 및 해조가공 부산물을 이용한 신소재 개발 및환경친화성 수지 조성물의 제조방법 | |
| Bellili et al. | Effect of acetylation on composite materials based on polypropylene/coffee husk waste | |
| CN108659367B (zh) | 一种透明洗衣机盖用组合物及制备方法 | |
| CN110698758A (zh) | 一种生物秸秆环保材料及其制备方法 |
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 | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: D101, building D, Chuangke street, sanchuangyuan, 3001, south section of Shiji Avenue, Luoshan street, Jinjiang City, Quanzhou City, Fujian Province, 362200 Patentee after: Fujian Shuangdi New Material Technology Co.,Ltd. Address before: D101, building D, Chuangke street, sanchuangyuan, 3001, south section of Shiji Avenue, Luoshan street, Jinjiang City, Quanzhou City, Fujian Province, 362200 Patentee before: Jinjiang Xindi New Material Technology Co.,Ltd. |