一种接枝改性羊毛角蛋白增韧的PBS生物基复合材料的制备方法   0    0

本发明涉及一种接枝改性羊毛角蛋白增韧的PBS生物基复合材料的制备方法，首先采用Na2S/尿素/十二烷基硫酸钠混合溶剂预处理羊毛纤维并粉碎，然后采用甲基丙烯酸丁酯对羊毛角蛋白粉末进行接枝改性，采用球磨机将BMA接枝改性的羊毛角蛋白粉末粉碎，最后经过熔融共混采用热压成型的方法制备接枝改性羊毛角蛋白增韧的PBS生物基复合材料。本发明制备方法简单，步骤易于操作，制备得到的PBS生物基复合材料能够提高废弃羊毛资源的利用率，改善PBS塑料的脆性，提高了生物材料的应用范围。

1.一种接枝改性羊毛角蛋白增韧的PBS生物基复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）预处理：在常温条件下，将废弃羊毛放于Na2S/尿素/十二烷基硫酸钠SDS混合溶剂中进行预处理0.5-1 h，浴比为20-30:1，使羊毛纤维部分二硫键被打断而溶胀，洗涤数次去除残留的化学试剂并进行冷冻干燥；
（2）初粉碎：将预处理干燥后的羊毛角蛋白采用粉碎机粉碎，得到羊毛角蛋白粉末；
（3）甲基丙烯酸丁酯BMA对羊毛角蛋白粉末的接枝改性：将羊毛角蛋白粉末放入四颈烧瓶内，以蒸馏水与二甲基亚砜DMSO的混合溶液为接枝反应介质，浴比为15-20：1，加热并不断搅拌，并向瓶内持续通入氮气排除空气，然后依次向反应瓶中加入NaHSO3溶液、K2S2O8溶液，控制总浴比为20-30:1，接枝反应温度为70-85℃，向瓶内加入甲基丙烯酸丁酯BMA单体，接枝反应5-7 h后，加入羊毛角蛋白质量分数为2 wt% 的对苯二酚溶液，终止反应，用丙酮抽提去除均聚物聚甲基丙烯酸丁酯，最后得到甲基丙烯酸丁酯BMA接枝改性的羊毛角蛋白；
所得甲基丙烯酸丁酯BMA接枝改性的羊毛角蛋白粉的羊毛接枝率达到30%-40%；
（4）二次粉碎：使用球磨机将甲基丙烯酸丁酯BMA接枝改性的羊毛角蛋白球磨后过筛，得到粒径50-80μm的粉末；
（5）熔融共混：分别将甲基丙烯酸丁酯BMA接枝改性的羊毛角蛋白粉末、聚丁二酸丁二醇酯PBS置于烘箱中干燥，烘箱温度为60-85℃，干燥3-5 h；
（6）将干燥的甲基丙烯酸丁酯BMA接枝改性羊毛角蛋白粉末、聚丁二酸丁二醇酯PBS按照5-20%：95-80% 混合，并通过微型螺杆机进行共混；
（7）热压成型：将共混粒子均匀放入模具槽中然后采用热压机进行热压，冷却后得到聚丁二酸丁二醇酯PBS生物基复合材料。

2.如权利要求1所述的接枝改性羊毛角蛋白增韧的PBS生物基复合材料的制备方法，其特征是：所述步骤（1）中Na2S的用量为废弃羊毛质量的30-40%，所述尿素的用量为废弃羊毛质量的5-6倍、所述十二烷基硫酸钠SDS的用量为羊毛质量的15-20%。

3.如权利要求1所述的接枝改性羊毛角蛋白增韧的PBS生物基复合材料的制备方法，其特征是：所述步骤（2）中羊毛角蛋白采用粉碎机粉碎1-2min，然后过40-80目不锈钢筛。

4.如权利要求1所述的接枝改性羊毛角蛋白增韧的PBS生物基复合材料的制备方法，其特征是：所述步骤（3）中蒸馏水与二甲基亚砜DMSO的体积比为2-3：3-2。

5.如权利要求1所述的接枝改性羊毛角蛋白增韧的PBS生物基复合材料的制备方法，其特征是：所述步骤（3）中NaHSO3溶液的用量为羊毛角蛋白质量的1.8-2.0wt%。

6.如权利要求1所述的接枝改性羊毛角蛋白增韧的PBS生物基复合材料的制备方法，其特征是：所述步骤（3）中NaHSO3溶液滴加5 min后继续滴加K2S2O8溶液，用量为羊毛角蛋白质量的4-5 wt%。

7.如权利要求1所述的接枝改性羊毛角蛋白增韧的PBS生物基复合材料的制备方法，其特征是：所述步骤（3）中的甲基丙烯酸丁酯BMA单体用量为羊毛角蛋白质量的100%。

8.如权利要求1所述的接枝改性羊毛角蛋白增韧的PBS生物基复合材料的制备方法，其特征是：所述螺杆挤出机的温度为110-120℃，转速为55-60 r/min。

9.如权利要求1所述的接枝改性羊毛角蛋白增韧的PBS生物基复合材料的制备方法，其特征是：所述步骤（7）中热压温度为110-120℃，压力为15-25t，热压时间为10 -15min。