[發明專利]酶催化接枝改性棉漿纖維素及其制備再生生物塑料的方法

在審

• 申請號: 202110890830.6
• 申請日: 2021-08-04
• 公開（公告）號: CN113480694A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 董愛學;馮云;王維明;郭巖;余金偉
• 申請（專利權）人: 紹興文理學院;寧波海關技術中心
• 主分類號: C08F251/02
• 分類號: C08F251/02;C08F220/14;C08F220/18;C08F4/30;C08J3/075;C08L51/02
• 代理公司: 無錫中瑞知識產權代理有限公司 32259
• 代理人: 陸平

1.酶催化接枝改性棉漿纖維素的方法，其特征在于：首先將纖維素聚合度為400-1000的棉漿均勻分散至緩沖溶液中形成濃度為2%-5%的棉漿分散液，然后向棉漿分散液中加入烯類單體作為待接枝物并高速攪拌使烯類單體均勻分散于棉漿分散液中，再持續通入氮氣，30 min后向棉漿分散液中加入氧化還原引發體系，在30-50℃溫度條件下攪拌反應2-4h，使烯類單體聚合形成大分子鏈并接枝到棉漿纖維素上，反應結束后棉漿經丙酮抽提去除其中的單體均聚物，得到接枝共聚改性棉漿纖維素。

2.根據權利要求1所述的酶催化接枝改性棉漿纖維素的方法，其特征在于：所述氧化還原引發體系包括漆酶、過氧化氫酶、雙氧水、乙酰丙酮，其中，漆酶加入量為0.4-2.0 g/L棉漿分散液，過氧化氫酶加入量為0.3-1.2 g/L棉漿分散液，乙酰丙酮加入量為棉漿分散液總體積的0.2-0.8%，并在0.5 h內緩慢逐滴加入棉漿分散液總體積的0.04-0.2%的雙氧水。

3.根據權利要求2所述的酶催化接枝改性棉漿纖維素的方法，其特征在于：所述緩沖溶液為pH值為3.5-5.5的醋酸鹽緩沖溶液，所述漆酶為酸性漆酶中的任意一種；或者，所述緩沖溶液為pH值為7的磷酸鹽緩沖溶液，所述漆酶為中性漆酶中的任意一種。

4.根據權利要求1所述的酶催化接枝改性棉漿纖維素的方法，其特征在于：所述氧化還原引發體系包括辣根過氧化物酶、雙氧水、乙酰丙酮的混合物，其中辣根過氧化物酶的加入量為0.02-0.1 g/L棉漿分散液，乙酰丙酮的加入量為棉漿分散液總體積的0.2-0.8%，并在0.5 h內緩慢逐滴加入棉漿分散液總體積的0.04-0.2%的雙氧水。

5.根據權利要求4所述的酶催化接枝改性棉漿纖維素的方法，其特征在于：所述緩沖溶液為pH值為7的磷酸鹽緩沖溶液。

6.根據權利要求1~5任一所述的酶催化接枝改性棉漿纖維素的方法，其特征在于：所述烯類單體的加入量為10-40 g/L棉漿分散液，在1×10⁴rpm轉速下攪拌5 min，使烯類單體均勻分散于緩沖溶液中，烯類單體的種類包括丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯及其同系物中的任意一種或多種的組合。

7.采用改性棉漿纖維素制備再生生物塑料的方法，其特征在于：所述改性棉漿纖維素為上述權利要求1~6任一所述的接枝共聚改性棉漿纖維素，將接枝共聚改性棉漿纖維素加入到預冷至-12℃的含4.6%質量分數的氫氧化鋰與15%質量分數的尿素的水溶液中，攪拌形成濃度為4%的透明接枝共聚改性棉漿纖維素溶液，以4000 rpm離心20 min去除氣泡后倒入10 cm×10 cm的方形模具中，加入乙醇，室溫靜置2 h后接枝共聚改性棉漿纖維素完全析出再生，經三次充分水洗浸泡后得到薄厚均勻透明的接枝共聚改性棉漿纖維素水凝膠，對接枝共聚改性棉漿纖維素水凝膠進行熱壓處理制得再生生物塑料；或者，接枝共聚改性棉漿纖維素水凝膠經液氮淬冷后冷凍干燥，產物再經熱壓處理制得再生生物塑料。

8.根據權利要求7所述的采用改性棉漿纖維素制備再生生物塑料的方法，其特征在于：接枝共聚改性棉漿纖維素溶液離心脫泡后倒入模具中的量為10-50 ml，制得接枝共聚改性棉漿纖維素水凝膠的薄度為1-5 mm左右。

9.根據權利要求7所述的采用改性棉漿纖維素制備再生生物塑料的方法，其特征在于：加入乙醇的方式為將乙醇霧化均勻撒落在接枝共聚改性棉漿纖維素溶液上直至接枝共聚改性棉漿纖維素溶液完全被乙醇液封，乙醇用量為60-300 ml。

10.根據權利要求7所述的采用改性棉漿纖維素制備再生生物塑料的方法，其特征在于，接枝共聚改性棉漿纖維素水凝膠熱壓處理的具體方法為：先對接枝共聚改性棉漿纖維素水凝膠進行90-120℃溫度、0.1-1MPa壓力的預壓，維持30-90 min，而后加壓至5-20 MPa熱壓處理2-10 min，制得厚度約為0.1-0.5 mm的再生生物塑料；或者，將接枝共聚改性棉漿纖維素水凝膠經液氮淬冷—冷凍干燥后的產物在90-120℃溫度、5-20 MPa壓力下熱壓2-10min，制得厚度約為0.1-0.5 mm的再生生物塑料。