CN114960278A - 一种植物纤维淋膜pha防油材料的制备方法 - Google Patents
一种植物纤维淋膜pha防油材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114960278A CN114960278A CN202210646789.2A CN202210646789A CN114960278A CN 114960278 A CN114960278 A CN 114960278A CN 202210646789 A CN202210646789 A CN 202210646789A CN 114960278 A CN114960278 A CN 114960278A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pha
- weight
- parts
- oil
- plant 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.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000010030 laminating Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 229920001046 Nanocellulose Polymers 0.000 claims abstract description 34
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000012017 passive hemagglutination assay Methods 0.000 claims abstract 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 45
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 45
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 43
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 31
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 27
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 27
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 24
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 claims description 19
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 15
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 15
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 15
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 14
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 14
- 229940116298 l- malic acid Drugs 0.000 claims description 13
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 12
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 12
- 229960002218 sodium chlorite Drugs 0.000 claims description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 11
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical group CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- UKLNMMHNWFDKNT-UHFFFAOYSA-M sodium chlorite Chemical compound [Na+].[O-]Cl=O UKLNMMHNWFDKNT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 claims description 9
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims description 9
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims description 9
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 7
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 claims description 5
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 claims description 5
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 5
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 claims description 4
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 claims description 4
- 239000002939 oilproofing Substances 0.000 claims description 4
- 238000007865 diluting Methods 0.000 claims description 3
- 238000000643 oven drying Methods 0.000 claims description 3
- 239000005871 repellent Substances 0.000 claims description 3
- 239000010902 straw Substances 0.000 claims description 3
- 235000003570 Phyllostachys pubescens Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 claims description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims 2
- 241001520913 Phyllostachys edulis Species 0.000 claims 1
- 239000007888 film coating Substances 0.000 abstract description 5
- 238000009501 film coating Methods 0.000 abstract description 5
- 230000032050 esterification Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000013329 compounding Methods 0.000 abstract description 2
- 239000005014 poly(hydroxyalkanoate) Substances 0.000 description 58
- 229920000903 polyhydroxyalkanoate Polymers 0.000 description 58
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 21
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 10
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 7
- 229940099690 malic acid Drugs 0.000 description 6
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 description 6
- -1 PFOS and FOSE Chemical class 0.000 description 5
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 230000001846 repelling effect Effects 0.000 description 4
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 2
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 2
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 2
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 208000017667 Chronic Disease Diseases 0.000 description 1
- 235000019483 Peanut oil Nutrition 0.000 description 1
- 244000302661 Phyllostachys pubescens Species 0.000 description 1
- FHKPLLOSJHHKNU-INIZCTEOSA-N [(3S)-3-[8-(1-ethyl-5-methylpyrazol-4-yl)-9-methylpurin-6-yl]oxypyrrolidin-1-yl]-(oxan-4-yl)methanone Chemical compound C(C)N1N=CC(=C1C)C=1N(C2=NC=NC(=C2N=1)O[C@@H]1CN(CC1)C(=O)C1CCOCC1)C FHKPLLOSJHHKNU-INIZCTEOSA-N 0.000 description 1
- JAWMENYCRQKKJY-UHFFFAOYSA-N [3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-ylmethyl)-1-oxa-2,8-diazaspiro[4.5]dec-2-en-8-yl]-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]methanone Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)CC1=NOC2(C1)CCN(CC2)C(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F JAWMENYCRQKKJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 description 1
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229920006238 degradable plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 235000013373 food additive Nutrition 0.000 description 1
- 239000002778 food additive Substances 0.000 description 1
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000312 peanut oil Substances 0.000 description 1
- YFSUTJLHUFNCNZ-UHFFFAOYSA-N perfluorooctane-1-sulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F YFSUTJLHUFNCNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 1
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B3/00—Preparation of cellulose esters of organic acids
- C08B3/12—Preparation of cellulose esters of organic acids of polybasic organic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/91—Polymers modified by chemical after-treatment
- C08G63/912—Polymers modified by chemical after-treatment derived from hydroxycarboxylic acids
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/10—Coatings without pigments
- D21H19/14—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12
- D21H19/24—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12 comprising macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D21H19/28—Polyesters
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/10—Coatings without pigments
- D21H19/14—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12
- D21H19/34—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12 comprising cellulose or derivatives thereof
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
- D21H21/16—Sizing or water-repelling agents
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Abstract
本发明公开了一种植物纤维淋膜PHA防油材料的制备方法,该方法包括纳米纤维素的制备、纳米纤维素的改性、PHA的改性和将改性纳米纤维素和PHA共混淋膜制备得到PHA防油材料。本发明通过对纳米纤维素进行酯化和改性PHA进行复配处理,得到保证PHA的性能的基础上可以降解的防油PHA淋膜材料。
Description
技术领域
本发明涉及到PHA防油材料制备领域,更具体地,涉及一种植物纤维淋膜PHA防油材料及其制备方法。
背景技术
为了降低油脂在纸张或者材料表面的润湿性,国内外主要通过涂布含氟防油剂来降低纸张表面能来实现。传统防油剂是C8型含氟防油剂,由于含氟防油剂的分子链上的键能较弱,高温会打断分子链,形成新的化合物,如全氟辛烷磺酸PFOS和全氟辛烷酰胺FOSE,这些物质会进入人体引发各种慢性疾病。在淋膜材料的使用中,常见的是聚合物聚丙烯PP,聚乙烯PE和聚氯乙烯PVC等,大部分淋膜纸存在有害物质迁移、废气污染降解以及耐穿刺性差等缺点,淋膜后的防油纸和纤维紧密结合,难以分离。
食品安全和环保问题一直受到国内外的广泛关注,可降解的生物质防油剂成为研究热点。PHA(聚羟基脂肪酸酯)作为一种新型的可降解塑料,与传统依赖石油为原料的传统塑料相比如聚乙烯、聚丙烯相比,PHA的材料性质和它们有着惊人的相似度。但是PHA作为一种疏水性材料不具备防油的性能,所以对PHA进行改性来替代淋膜防油材料是一种崭新的思路。
发明内容
本发明在不降低PHA的性能的基础上,通过对纳米纤维素进行酯化和改性PHA进行复配处理得到可以降解的防水防油PHA淋膜材料。
本发明的目的是通过以下方式实现的:
一种植物纤维淋膜PHA防油材料的制备方法,该方法包括:纳米纤维素的制备、纳米纤维素的改性、PHA的改性和将改性纳米纤维素和PHA共混淋膜制备得到PHA防油材料。
优选所述的改性纳米纤维素和PHA的重量比例为3-5:3-5。
优选所述的纳米纤维素为200-400nm的纳米纤维素;所述的纳米纤维素的原料为植物纤维原料。优选植物纤维原料为甘蔗渣、毛竹或秸秆。
优选纳米纤维素制备步骤包括将植物纤维原料去除木质素和半纤维素后,过滤,用蒸馏水清洗至中性,冷冻干燥,将2-3重量份处理后的纤维素加入5-10重量份65%的硫酸溶液,45-50℃搅拌反应1h,结束后用蒸馏水稀释终止反应,将反应液进行透析过夜,然后15000rpm离心30min,取上清液,在500-600W的超声破碎机中处理5-10min,获得纳米纤维素,冷冻干燥。
优选上述去除木质素和半纤维素的步骤为将1-5重量份的植物纤维原料在5-10重量份酸性亚氯酸钠溶液中,搅拌1-2h,对样品进行漂白,过滤得到样品,蒸馏水重复清洗至中性;过滤烘干,加入到5-10重量份的5%的氢氧化钠溶液中,85-90℃加热搅拌,去除木质素和半纤维素。
优选所述的酸性亚氯酸钠为冰醋酸:亚氯酸钠1:1,(v:m)。
优选所述的纳米纤维素的改性取1-2重量份纳米纤维素,加入5-10重量份蒸馏水搅拌至分散,再加入5-10重量份L-苹果酸,120-130℃反应搅拌50-60min(进行在纤维素羟基上引入苹果酸基团)。反应结束后,抽滤,并将固形物用蒸馏水清洗至中性。冷冻干燥后得到改性纳米纤维素。L-苹果酸为苹果酸基团改性剂。
优选所述的PHA的改性:取1-2重量份PHA,再加入5-10重量份100g/L L-苹果酸溶液,120-130℃反应搅拌50-60min(进行在纤维素羟基上引入苹果酸基团),反应结束后,抽滤并将固形物用蒸馏水清洗至中性,干燥后得到改性PHA。
苹果酸结构拥有两个羧基和一个羟基,经过酯化后,纤维素或PHA上的羟基会通过苹果酸延伸暴露出来,暴露出一个羧基和一个羟基,具有更强的亲水疏油性。但是温度会影响苹果酸的酯化效率,过高的温度会影响苹果酸的结构,过低的温度会影响酯化效率。
优选上述改性纳米维素和PHA共混淋膜步骤具体如下:将改性PHA和改性纳米纤维素混合取1重量份,并加入5-10重量份氯仿,加热温度至150-160℃,加热搅拌30-60min,充分混匀后,淋膜。
上述方法具体是通过以下步骤实现的:
(1)纳米纤维素制备
1-5重量份的植物纤维原料(甘蔗渣、毛竹、秸秆等)在5-10重量份酸性亚氯酸钠(冰醋酸:亚氯酸钠1:1,v:m)溶液中,搅拌1-2h,对样品进行漂白。过滤得到样品,蒸馏水重复清洗至中性。过滤烘干,加入到5-10重量份的5%的氢氧化钠溶液中,85-90℃加热搅拌,去除木质素和半纤维素。过滤,用蒸馏水清洗至中性,冷冻干燥后得到2-3重量份纤维素,备用。将处理好的纤维加入5-10重量份65%的硫酸溶液,45-50℃搅拌反应1h。结束后用蒸馏水稀释终止反应。将反应液进行透析过夜,然后15000rpm离心30min,取上清液,在500-600W的超声破碎机中处理5-10min,获得200-400nm的纳米纤维素,冷冻干燥后备用。
(2)纳米纤维素改性
取1-2重量份纳米纤维素,加入5-10重量份蒸馏水搅拌至分散,再加入5-10重量份L-苹果酸,120-130℃反应搅拌50-60min进行在纤维素羟基上引入苹果酸基团。反应结束后,将样品进行抽滤并将固形物用蒸馏水清洗至中性,冷冻干燥后得到改性纳米纤维素。
(3)PHA改性
取1-2重量份PHA,再加入5-10重量份100g/L L-苹果酸溶液,120-130℃反应搅拌50-60min进行在纤维素羟基上引入苹果酸基团。反应结束后,将样品进行抽滤并用蒸馏水清洗至中性,干燥后得到改性PHA。
(4)改性纳米纤维素和改性PHA共混淋膜
将3-5重量份改性PHA和3-5重量份改性纳米纤维素混合,并加入5-10重量份氯仿,加热温度至150-160℃,加热搅拌30-60min,充分混匀后,均匀在纸片上使用淋膜机进行淋膜。在室温放置1-2h,等待氯仿挥发,测试防油性能。
与现有技术比较本发明的有益效果:
1、将PHA和纳米纤维素引入到淋膜材料中,淋膜材料可以在环境中完全降解,避免有害物质的分解积累,属于环境友好型淋膜材料;
2、将PHA和纳米纤维素的羟基上苹果酸,使改性PHA淋膜拥有卓越的防油性能;
3、纳米纤维素具有许多羟基和羧基极性基团,本身具备一定的防油性,引入苹果酸后,纤维素上的极性基团通过苹果酸进行延伸,使纤维素具有更强的防油性能;
4、淋膜材料在防油的同时具备一定的防水性能;
5、将纳米纤维素引入PHA中可以提高PHA的热稳定性,改善PHA热稳定性差的缺点;
6、所用的改性剂为食品添加剂L-苹果酸,安全无毒无副作用。
附图说明
图1为对比例1疏油角图。图中,对比例1的疏油角是47.5°。
图2为对比例2疏油角图。图中,对比例2的疏油角是80°。
图3为实施例1疏油角图。图中,实施例1的疏油角是102°。
图4为实施例1疏水角图。图中,实施例1的疏水角是98.5°。
图5为对比例1疏水角图。图中,对比例1的疏水角是113.5°。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明进行进一步解释说明。
实施例一:
(1)纳米纤维素制备
2重量份的植物纤维原料(甘蔗渣)在5重量份酸性亚氯酸钠(冰醋酸:亚氯酸钠体积质量比1:1,ml/g)溶液中,搅拌2h,对样品进行漂白。过滤得到样品,蒸馏水重复清洗至中性。过滤烘干,加入到10重量份的5%的氢氧化钠溶液中,85℃加热搅拌,去除木质素和半纤维素。过滤,用蒸馏水清洗至中性,冷冻干燥后得到2重量份纤维素,备用。将处理好的纤维加入5重量份65%的硫酸溶液,45℃搅拌反应1h,结束后用蒸馏水稀释终止反应,将反应液进行透析过夜,然后15000rpm离心30min,取上清液,在500W的超声破碎机中处理10min,获得200-400nm的纳米纤维素,冷冻干燥后备用。
(2)纳米纤维素改性
取2重量份纳米纤维素,加入10重量份蒸馏水搅拌至分散,再加入10重量份L-苹果酸,130℃反应搅拌60min进行在纤维素羟基上引入苹果酸基团,反应结束后,固形物样品抽滤并用蒸馏水清洗至中性,冷冻干燥后得到改性纳米纤维素。
(3)PHA改性
取2重量份PHA,再加入10重量份100g/L L-苹果酸溶液,130℃反应搅拌60min进行在纤维素羟基上引入苹果酸基团。反应结束后,将固形物样品进行抽滤并用蒸馏水清洗至中性,干燥后得到改性PHA。
(4)改性纳米纤维素和改性PHA共混淋膜
将5重量份改性PHA和5重量份改性纳米纤维素混合,并加入10重量份氯仿,加热温度至160℃,加热搅拌60min,充分混匀后,均匀在纸片上使用淋膜机进行淋膜。在室温放置2h,氯仿挥发,制备的淋膜材料产品测试性能见表1。
实施例二:
(1)纳米纤维素制备
5重量份的植物纤维原料(毛竹)在5重量份酸性亚氯酸钠(冰醋酸:亚氯酸钠1:1,v:m)溶液中,搅拌2h,对样品进行漂白。过滤得到样品,蒸馏水重复清洗至中性。过滤烘干,加入到5重量份的5%的氢氧化钠溶液中,90℃加热搅拌,去除木质素和半纤维素。过滤,用蒸馏水清洗至中性,冷冻干燥后得到3重量份纤维素,备用。将处理好的纤维加入10重量份65%的硫酸溶液,50℃搅拌反应1h。结束后用蒸馏水稀释终止反应。将反应液进行透析过夜,然后15000rpm离心30min,取上清液,在600W的超声破碎机中处理10min,获得200-400nm的纳米纤维素,冷冻干燥后备用。
(2)纳米纤维素改性
取2重量份纳米纤维素,加入8重量份蒸馏水搅拌至分散,再加入8重量份L-苹果酸,130℃反应搅拌60min进行在纤维素羟基上引入苹果酸基团。反应结束后,将样品进行抽滤并用蒸馏水清洗至中性。冷冻干燥后得到改性纳米纤维素。
(3)PHA改性
取1重量份PHA,再加入5重量份100g/L L-苹果酸溶液,130℃反应搅拌60min进行在纤维素羟基上引入苹果酸基团。反应结束后,将样品进行抽滤并用蒸馏水清洗至中性,干燥后得到改性PHA。
(4)改性纳米纤维素和改性PHA共混淋膜
将5重量份改性PHA和5重量份改性纳米纤维素混合,并加入10重量份氯仿,加热温度至150℃,加热搅拌30min,充分混匀后,均匀在纸片上使用淋膜机进行淋膜。在室温放置1h,氯仿挥发,制备的淋膜材料产品测试性能见表1。
对比例1:
取2重量份PHA,再加入10重量份100g/L L-苹果酸溶液,130℃反应搅拌60min进行在纤维素羟基上引入苹果酸基团,反应结束后,将固形物样品进行抽滤并用蒸馏水清洗至中性,干燥后得到改性PHA;将10重量份改性PHA加入10重量份氯仿,加热温度160℃,加热搅拌60min,充分混匀后,均匀在纸片上使用淋膜机进行淋膜,在室温放置2h,氯仿挥发,制备的淋膜材料产品测试性能见表1。
对比例2
不同在于PHA没有经过改性处理,将5重量份PHA和5重量份改性纳米纤维素混合,并加入10重量份氯仿,其余步骤和条件同实施例2,得到PHA/改性纳米纤维素淋膜材料。制备的淋膜材料产品测试性能见表1。
对比例3:不同在于改性PHA与改性纳米纤维素重量比例3:8,其余步骤和条件同实施例1。制备的淋膜材料产品测试性能见表1。
防油等级测试如下操作:
根据Tappi T559cm-02“纸和纸板的抗油脂性测试”标准测量纸张阻隔油的能力。测试溶液由蓖麻油、正庚烷和甲苯按一定比例配制而成,形成12种具有各种表面张力的测试液体,测定时间为15S。
热重分析:
采用美国TA公司的Q50热重分析仪,将样品从室温以10℃/min的速率升至400℃,用以研究P34HB分解温度。
接触角测试:
使用接触角表面分析仪测定接触角,每次测试时的测试水或花生油滴的容量均为3μL。
表1各性能测试表
淋膜材料 | 防油等级 | 分解温度℃ |
对比例1 | 8 | 255 |
对比例2 | 8 | 279 |
对比例3 | 8 | 280 |
本发明实施例1 | 12 | 278 |
本发明实施例2 | 12 | 282 |
纯PHA的材料 | 2 | 256 |
结果表明,由本发明制备得到的改性PHA/改性纳米纤维素拥有良好的防油性能,并且还提高了热稳定性,可以在成膜的时候拥有更好的成膜性,并且还具有一定的防水性。通过对改性PHA引入改性纳米纤维素,进行复配改性,在保持防水性能的基础上赋予PHA良好的防油性能。本发明的处理步骤缺一不可,且有固定次序。
Claims (10)
1.一种植物纤维淋膜PHA防油材料的制备方法,其特征在于该方法包括:纳米纤维素的制备、纳米纤维素的改性、PHA的改性和将改性纳米纤维素和改性PHA共混淋膜制备得到PHA防油材料。
2.根据权利要求1所述的植物纤维淋膜PHA防油材料,其特征在于所述的改性纳米纤维素和PHA的重量比例为3-5:3-5。
3.根据权利要求1所述的植物纤维淋膜PHA防油材料,其特征在于所述的纳米纤维素为200-400nm的纳米纤维素;所述的纳米纤维素的原料为植物纤维原料。
4.根据权利要求3所述的植物纤维淋膜PHA防油材料,其特征在于所述的植物纤维原料为甘蔗渣、毛竹或秸秆。
5.根据权利要求1所述的植物纤维淋膜PHA防油材料,其特征在于所述的纳米纤维素制备步骤包括将植物纤维原料去除木质素和半纤维素后,过滤,用蒸馏水清洗至中性,冷冻干燥,将2-3重量份处理后的纤维素加入5-10重量份65%的硫酸溶液,45-50℃搅拌反应1h,结束后用蒸馏水稀释终止反应,将反应液进行透析过夜,然后15000rpm离心30min,取上清液,在500-600W的超声破碎机中处理5-10min,获得纳米纤维素,冷冻干燥。
6.根据权利要求5所述的植物纤维淋膜PHA防油材料,其特征在于所述的去除木质素和半纤维素的步骤为将1-5重量份的植物纤维原料在5-10重量份酸性亚氯酸钠溶液中,搅拌1-2h,对样品进行漂白,过滤得到样品,蒸馏水重复清洗至中性;过滤烘干,加入到5-10重量份的5%的氢氧化钠溶液中,85-90℃加热搅拌,去除木质素和半纤维素。
7.根据权利要求6所述的植物纤维淋膜PHA防油材料,其特征在于所述的酸性亚氯酸钠为冰醋酸:亚氯酸钠1:1,v:m。
8.根据权利要求1所述的植物纤维淋膜PHA防油材料,其特征在于所述的纳米纤维素的改性为取1-2重量份纳米纤维素,加入5-10重量份蒸馏水搅拌至分散,再加入5-10重量份L-苹果酸,120-130℃反应搅拌50-60min;反应结束后,抽滤,固形物用蒸馏水清洗至中性,冷冻干燥后得到改性纳米纤维素。
9.根据权利要求1所述的植物纤维淋膜PHA防油材料,其特征在于所述的PHA改性为取1-2重量份PHA,再加入5-10重量份100g/L L-苹果酸溶液,120-130℃反应搅拌50-60min,反应结束后,抽滤,并将固形物用蒸馏水清洗至中性,干燥后得到改性PHA。
10.根据权利要求1所述的植物纤维淋膜PHA防油材料,其特征在于所述的改性纳米维素和PHA共混淋膜步骤具体如下:将3-5重量份改性PHA和3-5重量份改性纳米纤维素混合,并加入5-10重量份氯仿,加热温度至150-160℃,加热搅拌30-60min,充分混匀后,淋膜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210646789.2A CN114960278A (zh) | 2022-06-09 | 2022-06-09 | 一种植物纤维淋膜pha防油材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210646789.2A CN114960278A (zh) | 2022-06-09 | 2022-06-09 | 一种植物纤维淋膜pha防油材料的制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114960278A true CN114960278A (zh) | 2022-08-30 |
Family
ID=82962237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210646789.2A Pending CN114960278A (zh) | 2022-06-09 | 2022-06-09 | 一种植物纤维淋膜pha防油材料的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114960278A (zh) |
Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103174046A (zh) * | 2013-04-11 | 2013-06-26 | 浙江理工大学 | 一种酸水解和超声处理协同制备纳米微晶纤维素的方法 |
US20150225590A1 (en) * | 2012-09-24 | 2015-08-13 | Paper And Fibre Research Institute | Coating composition of nano cellulose, its uses and a method for its manufacture |
CN104963228A (zh) * | 2015-07-16 | 2015-10-07 | 吉林大学 | 利用葵花籽壳制备纳米纤维素的方法 |
CN105669985A (zh) * | 2016-02-04 | 2016-06-15 | 常州可赛成功塑胶材料有限公司 | 一种醋酸纤维素接枝聚羟基脂肪酸酯制备超吸油材料的方法 |
CN106749684A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-05-31 | 江南大学 | 一种苹果酸酯化纳米纤维素的制备方法 |
US20170260416A1 (en) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | Snp, Inc. | High Energy Drying Method to Form a Continuous Polyhydroxyalkanoated Film |
CN107208375A (zh) * | 2014-09-05 | 2017-09-26 | 欧贝特信托公司 | 纸介质、其制造方法和使用其制造的安全文件 |
CN109485737A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-03-19 | 国际竹藤中心 | 一种利用毛竹制备纤维素纳米晶的方法 |
CN109972437A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-07-05 | 吉林大学 | 一种利用苹果渣制备纳米纤维素的方法 |
CN111205542A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-05-29 | 厦门维豪环保科技有限公司 | 一种低收缩复合pe淋膜材料及其制备方法 |
CN111303492A (zh) * | 2020-03-29 | 2020-06-19 | 浙江金晟环保股份有限公司 | 一种应用于可降解餐盘的具有防水功能的超轻质植物纤维复合材料及其制备方法 |
CN111925636A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-11-13 | 张文俊 | 一种可降解保温隔热纸杯用改性pla材料以及制备方法 |
CN112012049A (zh) * | 2020-08-12 | 2020-12-01 | 南京师范大学 | 一种混合植物纤维本色模塑餐盒的制备方法 |
CN113373726A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-09-10 | 珠海红塔仁恒包装股份有限公司 | 一种胶乳及其制备方法和应用 |
CN113831563A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-24 | 广西大学 | 一种木薯渣纳米纤维素-木薯淀粉薄膜及其制备方法 |
CN114150533A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-03-08 | 浙江科技学院 | 一种超疏水耐热纸基材料及其制备方法 |
-
2022
- 2022-06-09 CN CN202210646789.2A patent/CN114960278A/zh active Pending
Patent Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150225590A1 (en) * | 2012-09-24 | 2015-08-13 | Paper And Fibre Research Institute | Coating composition of nano cellulose, its uses and a method for its manufacture |
CN103174046A (zh) * | 2013-04-11 | 2013-06-26 | 浙江理工大学 | 一种酸水解和超声处理协同制备纳米微晶纤维素的方法 |
CN107208375A (zh) * | 2014-09-05 | 2017-09-26 | 欧贝特信托公司 | 纸介质、其制造方法和使用其制造的安全文件 |
CN104963228A (zh) * | 2015-07-16 | 2015-10-07 | 吉林大学 | 利用葵花籽壳制备纳米纤维素的方法 |
CN105669985A (zh) * | 2016-02-04 | 2016-06-15 | 常州可赛成功塑胶材料有限公司 | 一种醋酸纤维素接枝聚羟基脂肪酸酯制备超吸油材料的方法 |
US20170260416A1 (en) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | Snp, Inc. | High Energy Drying Method to Form a Continuous Polyhydroxyalkanoated Film |
CN106749684A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-05-31 | 江南大学 | 一种苹果酸酯化纳米纤维素的制备方法 |
CN109485737A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-03-19 | 国际竹藤中心 | 一种利用毛竹制备纤维素纳米晶的方法 |
CN109972437A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-07-05 | 吉林大学 | 一种利用苹果渣制备纳米纤维素的方法 |
CN111205542A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-05-29 | 厦门维豪环保科技有限公司 | 一种低收缩复合pe淋膜材料及其制备方法 |
CN111303492A (zh) * | 2020-03-29 | 2020-06-19 | 浙江金晟环保股份有限公司 | 一种应用于可降解餐盘的具有防水功能的超轻质植物纤维复合材料及其制备方法 |
CN112012049A (zh) * | 2020-08-12 | 2020-12-01 | 南京师范大学 | 一种混合植物纤维本色模塑餐盒的制备方法 |
CN111925636A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-11-13 | 张文俊 | 一种可降解保温隔热纸杯用改性pla材料以及制备方法 |
CN113373726A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-09-10 | 珠海红塔仁恒包装股份有限公司 | 一种胶乳及其制备方法和应用 |
CN113831563A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-24 | 广西大学 | 一种木薯渣纳米纤维素-木薯淀粉薄膜及其制备方法 |
CN114150533A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-03-08 | 浙江科技学院 | 一种超疏水耐热纸基材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
梁涛等: "纤维素纳米晶表面功能化改性及其性能研究", 《纤维素科学与技术》, vol. 25, no. 03, 30 September 2017 (2017-09-30), pages 39 * |
黎志东等: "生物安全概述", 西北大学出版社, pages: 166 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3303405B1 (en) | Molar mass controlled cellulose | |
CN111333917A (zh) | 一种疏水性的纤维素-壳聚糖高阻隔复合薄膜及其制法 | |
CN102492162B (zh) | 一种ε-聚赖氨酸聚乙烯醇复合生物抗菌薄膜及其制备方法 | |
CN115142299B (zh) | 一种无塑涂布环保包装材料 | |
CN114086421A (zh) | 一种无氟防水防油剂及其制备方法和应用 | |
CN111944066A (zh) | 表面纳米晶化的含纤维素生物质材料及其制备方法和用途 | |
Zhang et al. | Preparation of eco-friendly cryogel absorbent/paper mulch composite with cellulose/ZnCl2 gel as adhesive | |
Ma et al. | Nanocellulose extracted from defoliation of ginkgo leaves | |
CN114960278A (zh) | 一种植物纤维淋膜pha防油材料的制备方法 | |
CN112538777A (zh) | 一种再生纤维素薄膜覆膜绿色食品包装纸及其制备方法和应用 | |
Jassem et al. | Cellulose acetate production by acetylation of cellulose derived from date palm fronds | |
CN106117571B (zh) | 一种硅烷偶联剂增强木质纤维素基复合凝胶材料的制备方法 | |
AU2020101861A4 (en) | Bacterial cellulose-poly(ethylene oxide)-poly(propylene oxide)-poly(ethylene oxide) block copolymer composite membrane and manufacturing method thereof | |
CN110551300A (zh) | 一种耐水、透明纤维素基薄膜及其制备方法 | |
CN104250415A (zh) | 一种抗紫外聚乙烯醇-木聚糖复合膜及其制备方法与应用 | |
CN112523002B (zh) | 一种可降解食品包装淋膜纸及其制备方法和应用 | |
CN112482082B (zh) | 一种包含磷掺杂羧甲基半纤维素的湿强增效剂及其制备方法 | |
CN112144316B (zh) | 一种纳米纤维素改性丙烯酸树脂及其制备方法和装饰纸 | |
Zhou et al. | Preparation of Film Based on Polyvinyl Alcohol Modified by Alkaline Starch and Lignin Fiber. | |
CN115703952A (zh) | 马来酸单玉米淀粉酯改性丁腈橡胶胶黏剂及其制备方法 | |
CN113481619A (zh) | 一种高强度再生纤维素纤维的制备方法 | |
CN113026417B (zh) | 一种可生物降解防油纸的制备方法 | |
KR101856496B1 (ko) | 개질된 미소섬유상 셀룰로오스 및 이의 제조방법 | |
CN112553968B (zh) | 一种用于食品包装的天然植物基再生纤维素涂布纸及其制备方法和应用 | |
CN115260331B (zh) | 一种功能性半乳甘露聚糖及其制备方法与应用 |
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 | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20220830 |