一種造紙白泥改性制備聚乳酸復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種造紙白泥改性制備聚乳酸復(fù)合材料的制備方法，屬于資源再利用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]制漿造紙廠(chǎng)在堿回收過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量苛化白泥，也稱(chēng)造紙白泥，以木材為原料的苛化白泥，國(guó)外及國(guó)內(nèi)的一些大型造紙廠(chǎng)均是采用石灰窯煅燒法，使白泥再生，生產(chǎn)再生石灰，在苛化中循環(huán)使用。然而以非木材纖維為原料的制漿造紙企業(yè)，由于白泥的硅含量高，回收再生循環(huán)使用，加劇了堿回收的硅干擾，以致使堿回收無(wú)法正常運(yùn)行，白泥得不到妥善處理，采用填坑鋪路或直接排入江河，既造成了資源的浪費(fèi)、環(huán)境的污染，同時(shí)還需支付巨額的排污費(fèi)。近年來(lái)隨著環(huán)保工作的日益加強(qiáng)，造紙白泥治理就成為許多企業(yè)迫切需要解決的一個(gè)難題。
[0003]聚乳酸是一種重要的可生物降解高分子材料。它以玉米或薯類(lèi)淀粉經(jīng)發(fā)酵制得的乳酸為基本原料、經(jīng)縮聚反應(yīng)或其二聚體丙交酯的開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)而制得，在自然界中可生物降解生成二氧化碳和水，因而是一種來(lái)自自然界、使用后又回歸自然界的環(huán)境友好材料，也是近年來(lái)研究開(kāi)發(fā)最活躍的可生物降解材料之一，廣泛地應(yīng)用于包裝材料、纖維、農(nóng)膜、生物醫(yī)用材料等領(lǐng)域。聚乳酸具有良好的機(jī)械性能，但耐熱性和抗沖擊性較差，制約了它的應(yīng)用，同時(shí)其力學(xué)性能和氣體阻隔性亦有待于進(jìn)一步提高，以滿(mǎn)足不同應(yīng)用的要求。因此在此基礎(chǔ)上利用造紙白泥改性制備聚乳酸復(fù)合材料，具有很好的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題:針對(duì)處理白泥時(shí)，采用填坑鋪路或直接排入江河的方法，不僅造成了資源的浪費(fèi)、環(huán)境的污染，還需支付巨額的排污費(fèi)，且目前聚乳酸復(fù)合材料耐熱性和抗沖擊性較差的弊端，提供了一種收集造紙白泥，與鹽酸、氫氧化鈉溶液混合處理，過(guò)濾得濾餅，經(jīng)保溫煅燒、炭化后，碾磨成顆粒，加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷、無(wú)水乙醇超聲振蕩，再進(jìn)行等離子射頻改性，與聚乳酸顆粒復(fù)合，經(jīng)擠出造粒、干燥制得聚乳酸復(fù)合材料的方法。本發(fā)明既解決了資源浪費(fèi)、環(huán)境污染的問(wèn)題，又實(shí)現(xiàn)了資源的可持續(xù)循環(huán)利用，所得聚乳酸復(fù)合材料耐熱性和抗沖擊性好。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是:
(1)收集造紙白泥，按固液質(zhì)量比1:10，將其與lmol/L的鹽酸溶液攪拌混合，并置于200?300W下超聲振蕩10?15min，隨后浸泡處理2?3h，待浸泡完成后，對(duì)其過(guò)濾，收集濾餅，再按固液質(zhì)量比1:10，將濾餅與質(zhì)量濃度為20%的氫氧化鈉溶液攪拌混合并靜置沉淀，過(guò)濾再次收集濾餅，用去離子水洗滌至PH至7.0，并置于60?80°C烘箱中干燥6?Sh，得洗滌干燥后的白泥；
(2)將上述洗滌干燥后的白泥置于管式爐中加熱，設(shè)置升溫速率為10°C/min，待溫度升溫至200?250°C時(shí)，停止加熱，保溫煅燒3?5h后，以2°C/min的速度緩慢升溫至400?450°C，隨后恒溫煅燒2?3h，再按10°C/min的速率緩慢升溫至600?650°C，保溫炭化2?3h后，靜置冷卻至20?30°C，制備得炭化白泥；
(3)待冷卻完成后，收集炭化白泥并對(duì)其碾磨過(guò)篩，得300?320目的細(xì)化白泥顆粒，隨后選取200?300g制備的細(xì)化白泥顆粒，將其置于體積為100mL的三口燒瓶中，抽真空至10?20Pa，將200?250mL的3-氨基丙基三乙氧基硅烷和100?150mL的無(wú)水乙醇依次添加至三口燒瓶中，使細(xì)化白泥顆粒完全浸沒(méi)，在200?300W超聲振蕩處理25?30min；
(4)待超聲振蕩完成后，設(shè)置等離子射頻裝置頻率，打開(kāi)射頻電源，將裝有細(xì)化白泥顆粒的三口燒瓶置于射頻兩極的中間，打開(kāi)射頻電源后，在處理時(shí)外部電極間設(shè)置放電功率為250?300kW，進(jìn)行等離子射頻處理，使其偶聯(lián)改性30?40min，制備得偶聯(lián)白泥顆粒；
(5)按偶聯(lián)白泥顆粒和聚乳酸顆粒質(zhì)量比1:25，將上述制備的偶聯(lián)白泥顆粒與聚乳酸顆粒在高速攪拌機(jī)中攪拌混合，隨后在雙螺桿擠出機(jī)中擠壓造粒，制備得聚乳酸改性母料，設(shè)置螺桿轉(zhuǎn)速為200r/min，機(jī)頭溫度為185?190°C，將制得的聚乳酸改性母料置于60?70°C下干燥6?8h，即可制得一種聚乳酸復(fù)合材料。
[0006]本發(fā)明的應(yīng)用方法:將制得的聚乳酸復(fù)合材料放入進(jìn)料機(jī)中，塑化2?3h，在擠壓機(jī)中擠壓成型，經(jīng)吹脹、牽引、切割，再經(jīng)拼接、卷制制得醫(yī)用外科縫合線(xiàn)。經(jīng)檢測(cè)制得的醫(yī)用外科縫合線(xiàn)抗沖擊強(qiáng)度為15?17KJ/m2，拉伸斷裂伸長(zhǎng)率為50?55%，可耐105?120°C的溫度，抗沖擊性和耐熱性好。
[0007]本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是:
(1)本發(fā)明既解決了資源浪費(fèi)、環(huán)境污染的問(wèn)題，又實(shí)現(xiàn)了資源的可持續(xù)循環(huán)利用；
(2)所得聚乳酸復(fù)合材料耐熱性和抗沖擊性好，抗沖擊強(qiáng)度為15?17KJ/V，拉伸斷裂伸長(zhǎng)率為50?55%。
【具體實(shí)施方式】
[0008]首先收集造紙白泥，按固液質(zhì)量比1:10，將其與lmol/L的鹽酸溶液攪拌混合，并置于200?300W下超聲振蕩10?15min，隨后浸泡處理2?3h，待浸泡完成后，對(duì)其過(guò)濾，收集濾餅，再按固液質(zhì)量比1:10，將濾餅與質(zhì)量濃度為20%的氫氧化鈉溶液攪拌混合并靜置沉淀，過(guò)濾再次收集濾餅，用去離子水洗滌至PH至7.0，并置于60?80°C烘箱中干燥6?8h，得洗滌干燥后的白泥;然后將上述洗滌干燥后的白泥置于管式爐中，并對(duì)其加熱，設(shè)置升溫速率為10°C/min，待溫度升溫至200?250°C時(shí)，停止加熱，保溫煅燒3?5h后，以2°C/min的速度緩慢升溫至400?450°C，隨后恒溫煅燒2?3h，再按10°C/min的速率緩慢升溫至600?650°C，保溫炭化2?3h后，靜置冷卻至20?30°C，制備得炭化白泥;待冷卻完成后，收集炭化白泥并對(duì)其碾磨過(guò)篩，得300?320目的細(xì)化白泥顆粒，隨后選取200?300g制備的細(xì)化白泥顆粒，將其置于體積為100mL的三口燒瓶中，抽真空至10?20Pa，將200?250mL的3-氨基丙基三乙氧基硅烷和100?150mL的無(wú)水乙醇依次添加至三口燒瓶中，使細(xì)化白泥顆粒完全浸沒(méi)，在200?300W超聲振蕩處理25?30min;再待超聲振蕩完成后，設(shè)置等離子射頻裝置頻率，打開(kāi)射頻電源，將裝有細(xì)化白泥顆粒的三口燒瓶置于射頻兩極的中間，打開(kāi)射頻電源后，在處理時(shí)外部電極間設(shè)置放電功率為250?300kW，進(jìn)行等離子射頻處理，使其偶聯(lián)改性30?40min，制備得偶聯(lián)白泥顆粒;最后按偶聯(lián)白泥顆粒和聚乳酸顆粒質(zhì)量比1: 25，將上述制備的偶聯(lián)白泥顆粒與聚乳酸顆粒在高速攪拌機(jī)中攪拌混合，隨后在雙螺桿擠出機(jī)中擠壓造粒，制備得聚乳酸改性母料，設(shè)置螺桿轉(zhuǎn)速為200r/min，機(jī)頭溫度為185?190°C，將制得的聚乳酸改性母料置于60?70°C下干燥6?8h，即可制得一種聚乳酸復(fù)合材料。
[0009]實(shí)例I
首先收集造紙白泥，按固液質(zhì)量比1:10，將其與lmol/L的鹽酸溶液攪拌混合，并置于200W下超聲振蕩lOmin，隨后浸泡處理2h，待浸泡完成后，對(duì)其過(guò)濾，收集濾餅，再按固液質(zhì)量比1:10，將濾餅與質(zhì)量濃度為20%的氫氧化鈉溶液攪拌混合并靜置沉淀，過(guò)濾再次收集濾餅，用去離子水洗滌至pH至7.0，并置于60°C烘箱中干燥6h，得洗滌干燥后的白泥;然后將上述洗滌干燥后的白泥置于管式爐中，并對(duì)其加熱，設(shè)置升溫速率為10°C/min，待溫度升溫至200°C時(shí)，停止加熱，保溫煅燒3h后，以2°C/min的速度緩慢升溫至400°C，隨后恒溫煅燒2h，再按10°C/min的速率緩慢升溫至600°C，保溫炭化2h后，靜置冷卻至20°C，制備得炭化白泥；待冷卻完成后，收集炭化白泥并對(duì)其碾磨過(guò)篩，得300目的細(xì)化白泥顆粒，隨后選取200g制備的細(xì)化白泥顆粒，將其置于體積為100mL的三口燒瓶中，抽真空至1Pa，將200mL的3-氨基丙基三乙氧基硅烷和10mL的無(wú)水乙醇依次添加至三口燒瓶中，使細(xì)化白泥顆粒完全浸沒(méi)，在200W超聲振蕩處理25min;再待超聲振蕩完成后，設(shè)置等離子射頻裝置頻率，打開(kāi)射頻電源，將裝有細(xì)化白泥顆粒的三口燒瓶置于射頻兩極的中間，打開(kāi)射頻電