[發明專利]改性皂石、聚乳酸/黃腐植酸季銨鹽改性皂石復合材料及其制備方法和制品

有效

• 申請號: 201410069847.5
• 申請日: 2014-02-27
• 公開（公告）號: CN103788723A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 甄衛軍;朱昇美;孫明廣;王文濤
• 申請（專利權）人: 新疆大學;石河子市明升科技有限責任公司
• 主分類號: C09C1/42
• 分類號: C09C1/42;C09C3/10;C08L67/04;C08K9/04;C08K3/34;A01P1/00;C08H99/00
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所 65105
• 代理人: 湯建武;湯潔

技術領域

本發明涉及改性皂石、聚乳酸/黃腐植酸季銨鹽改性皂石復合材料技術領域，是一種改性皂石、聚乳酸/黃腐植酸季銨鹽改性皂石復合材料及其制備方法和制品。

背景技術

聚乳酸（Polylactic?acid）高分子材料，不僅在自然環境中可以自然降解，而且在生物體內可以降解，無毒且生物相容性好。目前主要作為組織工程支架材料、藥控緩釋材料等而被廣泛應用。與傳統塑料如聚丙烯等相比，聚乳酸焚燒后產物為二氧化碳和水，產生的二氧化碳可以被植物吸收，參與植物的光合作用，不會造成環境負荷，是一種環境友好型的高分子材料。由于聚乳酸結晶速度緩慢導致聚乳酸存在致命的缺陷-質脆、力學性能差且熱穩定性較差等。由于聚乳酸是不依賴石油原料的非石油類生物高分子材料。根據生物友好材料發展的要求，不但要有良好的力學強度、加工性能、還要具有良好的環境適應性和高效、廣譜的長效抗菌性。因此賦予其抗菌功能對聚乳酸材料在醫用領域的應用意義更為重大，因此使其應用領域受到限制。為了克服聚乳酸的這些缺陷,需要對聚乳酸進行復合改性以拓展其應用領域。

皂石是一類三八面體粘土礦，不同于普通的蒙脫石等二八面體粘土類礦物，具有T-O-T三八面體結構，因四面體中的硅被鋁取代，酸性比其他粘土礦強；八面體中沒有空位，其穩定性能高于蒙脫土。然而，目前皂石常常僅用于做無機凝膠用于牙膏助劑使用，并沒有得到高附加值開發。

風化煤是指暴露于地表或位于地表淺層的煤,?俗稱露頭煤。風化煤含有大量含氧活性官能團,?如羧基、酚羥基、醌基、醇羥基等。由于風化煤經過風化氧化后,?絕大部分失去作為動力燃料和煉焦煤的價值,大部分被作為廢棄物而沒有得到有效利用，因而利用率不高。

發明內容

本發明提供了一種改性皂石、聚乳酸/黃腐植酸季銨鹽改性皂石復合材料及其制備方法和制品，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決聚乳酸材料應用受到限制、皂石的附加值低和風化煤利用率低的問題。

本發明的技術方案之一是通過以下措施來實現的：一種改性皂石，原料包括皂石和黃腐植酸季銨鹽，皂石和黃腐植酸季銨鹽的質量比為1:0.5至1:3；該改性皂石按下述制備方法得到：第一步，按比例稱取皂石和黃腐植酸季銨鹽，將稱取好的皂石在去離子水中混勻后配制成質量百分比濃度為1%至10%的皂石懸浮液，將稱取好的黃腐植酸季銨鹽在去離子水中混勻配制成質量百分比濃度為1%至10%的黃腐植酸季銨鹽水溶液；第二步，將配制好的皂石懸浮液在溫度為30℃至60℃、功率為50W至100W的超聲波下超聲分散6小時至12小時后，加入配制好的黃腐植酸季銨鹽水溶液并混合均勻，然后在溫度為30℃至60℃、功率為50W至100W下超聲輻照反應2小時至8小時；第三步，超聲輻照反應后過濾得到沉淀，沉淀用去離子水進行洗滌，洗滌至洗滌液中無氯離子，然后把洗滌后的沉淀經干燥、研磨后得到改性皂石。

下面是對上述發明技術方案之一的進一步優化或/和改進：

上述黃腐植酸季銨鹽按下述制備方法得到：第一步，將黃腐植酸和質量百分比濃度為25%的濃氨水按質量比為1:1至1:3在容器中混勻在一起，加熱容器使容器中的物料在溫度為140℃至200℃下反應0.5小時至2小時，反應后在溫度為40℃至60℃下干燥24小時，干燥后經粉碎得到黃色粉末狀物質；第二步，在黃色粉末狀物質中加入甲醛并混合均勻，黃色粉末狀物質和甲醛的質量比為1:0.5至1:1.5，用堿液調節pH值為7至10，在溫度為50℃至80℃下反應0.5小時至2小時，反應后加入三乙胺或二甲胺或三甲胺并混合均勻，三乙胺或二甲胺或三甲胺與甲醛的質量比為1:1至1:3，在溫度為30℃至50℃下反應2小時至5小時；第三步，反應后冷卻至室溫，然后在冷卻后的物料中加入氯化芐并混勻在一起，氯化芐和黃腐植酸的質量比為1:1至1:3，用堿液調節pH值為7，在溫度為60℃至90℃下反應3小時至6小時，反應后經減壓蒸餾、在溫度為-5℃至-15℃下冷凍干燥后得到黃腐植酸季銨鹽。