[發明專利]一種用作橡膠填充料的改性木薯渣產品及制備方法

有效

• 申請號: 201210104430.9
• 申請日: 2012-04-11
• 公開（公告）號: CN102627793A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 林寶鳳;梁興泉;王自豪
• 申請（專利權）人: 廣西大學;廣西紅楓淀粉有限公司
• 主分類號: C08L21/00
• 分類號: C08L21/00;C08L97/02;C08H8/00
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 鄒超賢

技術領域

本發明屬于淀粉加工技術領域，涉及淀粉廢渣的改性利用技術，特別是涉及一種木薯渣進行原位改性用作橡膠填充料的制備方法。?

背景技術

近年來，隨著煤炭、石油、天然氣等不可再生化石資源總量的不斷減少，新能源的開發和利用已經成為人類目前研究的熱點，而作為太陽能的一種重要表現形式，生物質能取之不盡用之不竭，具有可再生、低污染、廣分布、儲量大等優點，是解決未來能源危機最有潛力的途徑之一。木薯作為熱帶、亞熱帶地區重要的農業資源，屬于生物質能資源的一部分，世界木薯鮮薯總產量為2.02億噸，中國木薯的總產量約為600萬噸。目前，木薯主要用于制取淀粉，但大量木薯渣殘余，以干物質計算，我國每年約有13.2萬噸。經測定，干渣含淀粉40％、粗纖維23.8％、粗蛋白1.27％、粗脂肪1.06％、水13％及少量糖類和礦物質等。從資源化的角度來看，這些廢渣中的成分都有很高的可利用價值。但由于沒有適合的技術處理和后續高附加值產品的開發，生產廠一般將濕渣堆放在渣池中，其中所含的有機成分很容易發酵產生惡臭，濕渣所帶水的COD含量較高而且容易滲漏，大量COD被轉移進入水體，既污染環境，又浪費大量營養成分。?

目前，針對木薯渣的開發應用主要有：(1)混配飼料和生物發酵生產酒精等，但消耗量有限，附加值太低；(2)從廢渣生產單細胞蛋白、植酸酶或提取氨基酸等，均由于技術工藝過于繁雜或處理成本過高而無法實現產業化應用；(3)專利“一種以木薯渣為原料制備造紙濕部化學添加劑的方法”(申請號201110074150.3)提供一種以木薯渣為原料制備造紙濕部化學添加劑的方法。將木薯渣碎解后用清水沖洗分散，脫除懸浮的木薯皮及粗纖維后，將沉降的木薯渣及細小纖維脫水留用，與從脫除的木薯皮和粗纖維中風選分離得到的粗纖維混合，并稀釋成渣漿，再經次氯酸鈉-過氧化氫聯合處理，將處理后渣漿經球磨成粉末；再用液體改性試劑對粉末進行化學改性，改性的合成混合物經有機溶劑洗滌過濾后，將濾餅干燥粉末化得到木薯渣基改性產物用于造紙濕部化學添加劑。但是這些開發應用存在工藝過于繁雜、處理成本過高等缺點，缺乏參與國際化市場競爭能力。以木薯渣為原料，通過原位改性作為高附加值的工業原料，添加到橡膠中作為增強補強填充材料，為廢渣的利用開辟了新途徑。?

高性能輪胎又稱為“綠色輪胎”，其特點是同時具有節油、環保、安全、耐用等優越性能。在以石油為代表的能源日益緊缺和汽車尾氣對環境的污染日益嚴重的今天，“綠色輪胎”?備受歐、美、日各國的重視，已成為當前世界輪胎和汽車工業的發展方向。目前作為各種橡膠特別是輪胎用橡膠的補強劑主要是炭黑，用量占橡膠用量的60～80％，市場需求量極大。炭黑是以石油、天然氣為原料生產，生產周期長，工藝復雜，生產過程污染大，生產環境惡劣，生產原料短缺，產品價格昂貴。如能將淀粉發展成為橡膠的主增強劑或輔助增強劑，將給橡膠工業帶來巨大的經濟效益和社會效益。國外已經有關于采用淀粉/增塑劑復合物應用輪胎的彈性體組合物中的報道，中國專利(申請號99121389)“淀粉補強橡膠的制備及其在輪胎中的應用”介紹了淀粉作為補強劑替代炭黑和白炭黑制備橡膠的方法。中國專利(申請號03109143.1)“用于橡膠的超細淀粉復合粉末填充劑及其制備方法”介紹了由熱塑性淀粉材料或變性淀粉經粉碎機、研磨機或球磨機制得粒徑在幾百納米到十幾微米的超細淀粉復合物粉末，使用硅烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑與之共混，再作為橡膠填充劑部分或全部代替炭黑和白炭黑。文獻“改性淀粉/天然橡膠復合材料的制備與性能”報道了選用天然有機材料淀粉和天然橡膠(NR)作為研究對象，通過簡單易行的改性方法制備了性能優良、環境友好的淀粉/NR復合材料的方法。但以木薯渣為原料進行原位改性及其改性后作為橡膠增強補強填充材料末見報道。?

發明內容

本發明的目的是：?

針對目前木薯渣綜合利用存在工藝過于繁雜、處理成本過高和產品附加值過低的不足，提供一種以改性木薯渣生產高附加值微納米橡膠增強補強填充材料的方法，部分代替污染大或價格高的炭黑、白炭黑和生膠等，提高橡膠性能，降低橡膠生產成本，既可解決淀粉廠廢渣污染問題，又可得到可再生環保型的橡膠增強補強填充新材料。?

本發明提供的技術方案是：?

采用“一鍋法”對木薯濕渣內富含的半纖維物質、蛋白質、多糖和部分纖維降解轉化，產生的聚羥基羧酸酯直接附著在木薯渣纖維上對纖維進行原位改性，得到具有增強補強功能的微納米改性木薯渣產品。改性木薯渣產品用于橡膠的增強補強填充。?

本發明是這樣實現的：?