[發(fā)明專(zhuān)利]使用柑橘皮提取物作為溶劑由聚苯乙烯廢料制造具有可控幾何結(jié)構(gòu)的亞微米的排列好的疏水親油的纖維的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580063956.9
• 申請(qǐng)日: 2015-11-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107428987A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢(qián)德拉·謝卡爾·沙瑪;希塔爾·亞達(dá)夫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 印度海得拉巴理工學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): C08J11/00
• 分類(lèi)號(hào): C08J11/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11371
• 代理人: 李丙林,李潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制造具有人工可控幾何結(jié)構(gòu)(geometry)的亞微米的排列好的(aligned)疏水且親油的聚苯乙烯纖維的方法，并且更具體地涉及一種使用從柑橘類(lèi)水果的皮獲得的提取物作為溶劑完成的制造方法。

背景技術(shù)

橙(橘，orange)主要應(yīng)用于果汁工業(yè)。厚實(shí)苦味的皮在制作果汁的過(guò)程中去除。這些丟棄的皮難以處置并被歸類(lèi)為固體農(nóng)業(yè)廢物。

橙皮可以通過(guò)使用壓力和熱的干燥而被加工成動(dòng)物飼料。通過(guò)按壓皮可以獲得橙油，并且橙油是果汁工業(yè)的副產(chǎn)品，其用于給食品調(diào)味并且用于在香水工業(yè)中賦予香氣。橙皮富含多種成分，諸如檸檬烯(用于化妝品、香水工業(yè)、食品調(diào)味、殺蟲(chóng)劑，作為溶劑以及作為家用清潔劑)、果膠(用于化妝品、藥物和諸如果凍的食品中)、α-蒎烯(其本質(zhì)上是抗炎的)；以及其他成分，諸如月桂烯、芳樟醇等。這些皮在工業(yè)中被用作吸附劑，用于染料去除、水的凈化等。而且，橙皮可食用，且具有較高的維生素C含量。

聚苯乙烯(PS)是最廣泛使用的熱塑性聚合物之一。其作為固體PS用在諸如電子、建筑、家用和醫(yī)用器皿、一次性飲食服務(wù)(disposal food services)等應(yīng)用中。然而，在電氣工業(yè)、制藥工業(yè)和零售業(yè)等中，對(duì)于防護(hù)性包裝而言，由于PS輕質(zhì)、耐沖擊、緩沖性質(zhì)以及多種設(shè)計(jì)可能性中的靈活性，其以泡沫形式來(lái)使用。但是，PS伴隨著非生物可降解的缺點(diǎn)，并且因此引起對(duì)其在健康和環(huán)境方面影響的關(guān)注。PS是海洋中塑料廢棄物的主要成分，在海洋中，PS變得對(duì)海洋生物有害。而且，泡沫聚苯乙烯隨風(fēng)吹動(dòng)且漂浮于水上，使得收集和控制該廢物困難。PS包裝產(chǎn)品在其有用的應(yīng)用之后通常被丟棄在垃圾場(chǎng)、填埋場(chǎng)或單純丟棄物中。因?yàn)榫郾揭蚁U材料已經(jīng)成為嚴(yán)重的問(wèn)題，再生正在引起注意來(lái)保護(hù)環(huán)境和資源回收。

材料或聚合物可以以不同的形式來(lái)使用，諸如膜、顆粒、微米纖維或納米纖維、凝膠等。在這些當(dāng)中，微米纖維或納米纖維具有這樣的優(yōu)勢(shì)：其具有高表面積/體積比和高孔隙率。形成于基質(zhì)中的纖維之間的孔和纖維表面上的孔共同有利于基質(zhì)的孔隙率。

取決于終產(chǎn)品的規(guī)格或應(yīng)用，可以使用不同的技術(shù)來(lái)制作纖維。一些技術(shù)列舉如下：(i)拉伸，其中在聚合物仍在固化的同時(shí)拉伸纖維；(ii)靜電紡絲，其中其使用聚合物溶液的帶電噴射來(lái)制作纖維；(iii)濕法紡絲，其中聚合物溶液在沉淀液體中被擠出來(lái)獲得纖維；(iv)干法紡絲，其中通過(guò)在空氣或惰性氣體流中蒸發(fā)溶劑來(lái)實(shí)現(xiàn)固化；(v)熔體紡絲，使用聚合物熔體穿越噴絲頭；(vi)模板合成，其意味著使用模板或模子來(lái)獲得產(chǎn)品的期望形狀；(vii)相分離，基于歸因于物理不相容性的相的分離；以及(viii)自組裝，意指使用較小分子作為構(gòu)建砌塊來(lái)構(gòu)建納米級(jí)纖維。

如上文所提及的，微米纖維或納米纖維可以通過(guò)多種技術(shù)來(lái)生產(chǎn)，并且比使用聚合物的其他形式有優(yōu)勢(shì)。因此，纖維具有許多應(yīng)用。納米纖維的一些應(yīng)用領(lǐng)域是：生物工程，其包括組織工程、傷口敷料、藥物遞送；防護(hù)和安全，其中，纖維用于制作抵御化學(xué)和生物軍用毒劑(warfare agents)的防護(hù)服、探測(cè)化學(xué)物質(zhì)的傳感器、和復(fù)合加固物；能量和電子業(yè)，其中其用于鋰離子電池、光電池、膜燃料電池和電容器；空氣和水凈化的環(huán)境；以及紡織工業(yè)中。

橙皮當(dāng)前用途的局限性：有不同方式來(lái)清除廢料橙皮，但是其對(duì)環(huán)境有危害。如果燃燒橙皮，則其產(chǎn)生二氧化碳和其他溫室氣體，而且如果棄于填埋場(chǎng)中，則存在于皮中的油將滲入土壤并影響植物生存。清除廢料橙皮的其他方式是熱處理，其中皮在特定加熱下處理以干燥橙皮，但是熱的應(yīng)用破壞/蒸發(fā)了存在于其中的全部有價(jià)值的成分。再另一種方式是通過(guò)蒸餾，其中其用于提取存在于橙皮中的成分。但是，該方法需要對(duì)參數(shù)和操作的精確控制，并且需要電力，這增加了其操作成本。因此，消除廢料橙皮最有利且廉價(jià)的方式以及上文所提及的方法的替代方案就是找到它的應(yīng)用。

納米纖維加工的局限性：上文所討論的用于制備納米纖維的方法具有其自身的如下局限性。拉伸是個(gè)不連續(xù)的過(guò)程；相分離是特定于聚合物的，而自組裝是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程。濕法紡絲要求不只一個(gè)的浴器來(lái)完全去除溶劑；后紡方法冗長(zhǎng)，并且由于向內(nèi)和向外的質(zhì)量轉(zhuǎn)移，其難以控制纖維橫截面。在熔體紡絲中，僅有有限的聚合物可以使用，并且由于降低其強(qiáng)度的高固化速率，其結(jié)構(gòu)發(fā)育(development)速率差。而且，在熔體紡絲中，要求溫度控制來(lái)獲得纖維的最佳性質(zhì)。干法紡絲也要求后紡處理以完全去除溶劑。在靜電紡絲中，難以獲得排列好的纖維。