[發明專利]一種離子礦物塑料的制備方法及其產品和應用

有效

• 申請號: 202110231712.4
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN112980120B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 余亞東;劉昭明;唐?？?/a>
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C08L29/04
• 分類號: C08L29/04;C08L5/04;C08K3/32;C08K7/08
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 白靜蘭;胡紅娟

本發明公開了一種離子礦物塑料的制備方法，包括：(1)將海藻酸鈉溶液對聚乙烯醇溶液進行分子修飾，獲得海藻酸修飾的聚乙烯醇線性高分子溶液；(2)將磷酸鈣離子寡聚體加入到海藻酸修飾的聚乙烯醇線性高分子溶液中，攪拌均勻后對獲得的乳液進行離心分離，獲得離子礦物塑料的前驅體凝膠；(3)離子礦物塑料的前驅體凝膠通過可塑成型或自然干燥后獲得離子礦物塑料。本發明還公開了上述制備方法得到的離子礦物塑料及其應用。本發明制備的離子礦物塑料可以作為可完全降解的塑料使用。

技術領域

本發明屬于可降解塑料技術領域，特別涉及一種離子礦物塑料的制備方法及其產品和應用。

背景技術

塑料(來自希臘語“plastikos”，意思是可塑的)通常是由石油、天然氣或煤中提取的單體通過聚合反應得到的高分子量的有機聚合物制備得到。這種通過C-C共價鍵連接而成的有機高分子塑料具有優異的性能，在各種領域都具有非常廣泛的應用，當今世界的發展和人們的日常生活已經離不開塑料。然而由于高分子塑料中的C-C共價鍵非常穩定，在自然環境中難以自發斷裂，因此在自然環境中引起了世界范圍內的白色污染。

目前，主要有兩個方向來解決塑料污染問題，一方面是發展化學循環經濟，即通過塑料回收，利用高能反應，或者基于催化劑的催化反應使得C-C共價鍵活化裂解，使得高分子重新轉化為小分子單體，寡聚體或者形成新的高分子，并進一步制備成為可循環利用的塑料，然而這種塑料循環的效率仍然受到極大的制約；另一方面，是開發基于天然生物高分子的可降解塑料，即從自然材料中提取生物高分子，如纖維素、蛋白、多糖等然后加工成塑料的替代材料。如公開號為CN109897230A的中國專利公開了一種環境全生物降解塑料母料及其制備方法。然而，由于提純這些生物高分子通常需要復雜的化學工藝，且一般的生物高分子的可塑性較差，所制備的材料難以與目前的高分子塑料相媲美。

因而，目前仍急需一種新的方案來解決塑料污染問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種離子礦物塑料的制備方法及其產品和應用，可以作為可完全降解的塑料使用。

本發明提供如下技術方案：

一種離子礦物塑料的制備方法，所述制備方法包括：

(1)將海藻酸鈉溶液對聚乙烯醇溶液進行分子修飾，獲得海藻酸修飾的聚乙烯醇線性高分子溶液；

(2)將磷酸鈣離子寡聚體加入到海藻酸修飾的聚乙烯醇線性高分子溶液中，攪拌均勻后對獲得的乳液進行離心分離，獲得離子礦物塑料的前驅體凝膠；

(3)離子礦物塑料的前驅體凝膠通過可塑成型或自然干燥后獲得離子礦物塑料。

在步驟(1)中，所述海藻酸鈉溶液的濃度為0.1wt％～1.0wt％，所述聚乙烯醇溶液的濃度為1.0wt％～10.0wt％，所述海藻酸鈉溶液與聚乙烯醇溶液的體積相同。

在步驟(2)中，所述磷酸鈣離子寡聚體的尺寸為1.09±0.19nm。

所述磷酸鈣離子寡聚體的制備方法為：將三乙胺作為封端劑、將鈣鹽作為鈣源、磷酸作為磷源加入到有機溶劑中生成磷酸鈣離子寡聚體。

所述有機溶劑中鈣鹽的濃度為0.001～0.1mol/L，鈣鹽與磷酸的摩爾比為1～2，三乙胺的濃度為0.02～1mol/L。

其中，有機小分子三乙胺作為封端劑，以乙醇，乙二醇，丙三醇等有機溶劑以及混合溶劑為溶劑，二水氯化鈣為鈣源，磷酸為磷源。反應溫度在25℃左右。

在步驟(2)中，所述離心分離的速率為8000rpm～20000rpm。此過程中，可以通過調節離心速率來獲得不同無機含量的離子礦物塑料。

本發明還提供了一種上述離子礦物塑料的制備方法制備得到的離子礦物塑料。