[發明專利]一種可生物降解發泡材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810889658.0
• 申請日: 2018-08-07
• 公開（公告）號: CN109096525B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 蔡奇勝;陸沖;李勇鋒;景盛翱;張俊超;馬雪華
• 申請（專利權）人: 華東理工大學;常州博疆新材料科技有限公司
• 主分類號: C08J9/10
• 分類號: C08J9/10;C08J9/40;C08L67/04;C08K3/34;C08K3/36;C08K3/38;C08K3/26;C02F3/34;C02F101/16
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本發明提供了一種可生物降解發泡材料及其制備方法，包括可生物降解聚合物A和可生物降解聚合物B，以可生物降解聚合物A為100重量份計，可生物降解聚合物B 10?40重量份，發泡材料的開孔率為50?90％，比表面積為100?900m²/g。本發明的可生物降解發泡材料制備方法簡單、結構穩定、孔隙率高、比表面積大、機械強度大、耐沖擊性能好，可以作為水處理中的載體。并且本發明的可生物降解發泡材料能為微生物特別是反硝化細菌提供固體碳源，提高反硝化細菌的生長和除氮效果，同時不會導致水中有機物含量的增加而造成二次污染。

技術領域

本發明屬于涉及高分子材料領域，更具體地涉及一種可生物降解發泡材料及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著工業化進程的加快以及人口數量與人口活動范圍的增加與擴大，人類對于水資源的需求日益提高；另一方面，工業化及人類活動又會對緊缺的水資源造成嚴重污染，因此，如何有效治理水污染問題已經成為21世紀的重要議題。

廢水處理技術按其作用原理可分為物理法、化學法和生物法。物理法是利用物理作用分離廢水中主要呈懸浮固體狀態的污染物質；化學法是利用化學反應來分離、回收廢水中各種形態的污染物質；生物法則是利用微生物對水體中污染物質的降解作用來達到凈化的目的。

含氮化合物是污水中的常見污染物之一，當水體中的含氮化合物量大于0.2mg/L時就容易引起水體富營養化，破壞水體生態系統。因此選用適當的方法以有效的降低水體中含氮化合物含量是水污染源頭治理的重要方面。在處理中、低濃度廢水過程中，生物脫氮技術較其他脫氮技術具有工藝簡單、成本低廉、推廣較易等特點而越來越受到青睞。生物法過程即先將廢水中有機氮轉化為氨氮，然后通過消化反應將氨氮轉化為硝態氮，再通過反硝化反應將硝態氮還原成氣態氮從水體中逸出。

在生物法處理含氮廢水的過程中，微生物的活性以及數量是影響廢水處理效果的重要因素。反硝化細菌是一種異養兼性缺氧型微生物，在實際反應過程中往往需要添加碳源以實現對反硝化細菌的能量補給。相對于液體碳源，固體碳源能在水體中穩定存在，同時其能增加微生物在水體中的附著面積。因此選擇合適的固體碳源并對固體碳源進行改造以增加微生物附著面積是提高生物法處理廢水效率的重要手段。

中國專利申請號為CN 106186284 A公開了一種微生物載體,具體制備方法為向研磨成細小粉末的生物降解原料加入制孔劑，在烘箱中脫水干燥，在模具中加工成長方體形狀，在高溫燒結成微生物載體。但是這種方法制備的微生物載體的孔徑只有50nm～0.4mm,孔尺寸太小容易造成孔堵塞，降低除氮速率。中國專利申請號CN107324490A公開了一種多孔可生物降解材料，具體制備方法為通過熱致相分離法，使用熱收縮性能不同的幾種材料制備多孔材料，以該多孔材料作為微生物附著載體用于處理水體中的含氮化合物。但是通過該方法制備的可生物降解多孔材料開孔率不穩定，難以提供穩定大小的微生物附著面積。

發明內容

本發明提供一種可生物降解發泡材料及其制備方法，從而解決現有技術中缺乏穩定的、能為微生物提供更大生存環境的、可用于水污染處理的載體材料的問題。

為解決上述問題，本發明提供一種可生物降解發泡材料，包括可生物降解聚合物A和可生物降解聚合物B，以可生物降解聚合物A為100重量份計，可生物降解聚合物B為10-40重量份，且所述的可生物降解發泡材料的開孔率為50-90％，比表面積為100-900m²/g。

其中，可生物降解聚合物A提供體系在自然條件下的良好的生物降解性能，可生物降解聚合物B賦予體系更好的韌性。

當以可生物降解聚合物A為100重量份時，可生物降解聚合物B的量不符合10-40重量份的要求時，雖然同樣能制得發泡材料，但會對材料的機械性能和使用性能造成影響。若可生物降解聚合物B的量小于10重量份，則材料的脆性大，限制了材料的應用。若可生物降解聚合B的量大于40重量份，則固體碳源的相對質量減小，不利于水處理效率的提高。優選地，可生物降解聚合物B的量為20-30重量份。