[发明专利]一种苯乙烯接枝改性胶原蛋白-磺化纤维素复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子化学材料技术领域，尤其涉及一种苯乙烯接枝改性胶原蛋白-磺化纤维素复合材料的制备方法。

背景技术

胶原蛋白是一种天然高分子材料，具有独特的纤维状结构和良好的生物降解性，还有良好的填充性、遮盖性、成膜性等性能，用作制革、造纸、医药、日化等多种行业的原料或者助剂，应用范围十分广泛。在制革工业的废弃物中，蛋白质的含量在30%以上，而其中胶原蛋白占蛋白质量的90%以上。以制革的残次皮料、边角余料等为原料提炼胶原蛋白并对其进行综合开发利用，不仅可以减少环境污染，而且具有良好的经济效益，备受人们关注。然而，单一胶原蛋白在性能上存在许多不足，如吸湿性大，不耐湿擦、耐水性低，而且质地脆硬，易断裂，机械性能差，在实际应用中受到很多限制。因此，为改善胶原蛋白的性能，拓展胶原蛋白材料的使用范围，还需要进一步研究。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种兼具优良力学性能和耐水性的苯乙烯接枝改性胶原蛋白-磺化纤维素复合材料的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种苯乙烯接枝改性胶原蛋白-磺化纤维素复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）先将1-5重量份微晶纤维素加入20-40重量份高碘酸钠溶液中于30-50℃避光氧化反应2-4h，将得到的氧化微晶纤维素用水洗涤后再加入20-40重量份亚硫酸氢钠溶液于60-80℃磺化2-4h，再次用水洗涤后加入80-100重量份水分散均匀，得到磺化微晶纤维素悬液；

（2）先将2-8重量份胶原蛋白溶解于40-60重量份水中，然后加入20-40重量份步骤（1）所述的磺化微晶纤维素悬液进行搅拌反应，得到胶原蛋白-磺化纤维素复合液；

（3）将0.5-1重量份苯乙烯加入100-120重量份步骤（2）所述胶原蛋白-磺化纤维素复合液中混合均匀，通入氮气后加入0.05-0.01重量份过硫酸钾于60-70℃反应3-5h，冷却后得到苯乙烯接枝改性胶原蛋白-磺化纤维素复合材料。

所述高碘酸钠溶液的质量浓度为3-5g/L。

所述亚硫酸氢钠溶液的质量浓度为15-20g/L。

所述步骤（2）中搅拌反应的条件为：搅拌温度50-60℃，搅拌时间12-24h。

一种苯乙烯接枝改性胶原蛋白-磺化纤维素复合材料，由所述的制备方法得到。

本发明的优点是：

本发明先用高碘酸钠、亚硫酸氢钠对微晶纤维素进行氧化-磺化改性，然后加入胶原蛋白溶液中接枝反应得到胶原蛋白-磺化纤维素复合物，再与乙烯基单体苯乙烯接枝聚合得到苯乙烯接枝改性胶原蛋白-磺化纤维素复合材料。通过磺化微晶纤维素与胶原蛋白的高效结合赋予复合材料良好的韧性，通过接枝苯乙烯赋予复合材料良好的耐水性、耐腐蚀性和耐候性，使得到的复合材料具有优良的耐水、耐候性能和力学性能，耐久性好，有效拓展了胶原蛋白材料的使用范围。

具体实施方式

一种苯乙烯接枝改性胶原蛋白-磺化纤维素复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）先将1重量份微晶纤维素加入20重量份高碘酸钠溶液中于30℃避光氧化反应2h，将得到的氧化微晶纤维素用水洗涤后再加入20重量份亚硫酸氢钠溶液于60℃磺化2h，再次用水洗涤后加入80重量份水分散均匀，得到磺化微晶纤维素悬液；

（2）先将2重量份胶原蛋白溶解于40重量份水中，然后加入20重量份步骤（1）所述的磺化微晶纤维素悬液进行搅拌反应，得到胶原蛋白-磺化纤维素复合液；

（3）将0.5重量份苯乙烯加入100重量份步骤（2）所述胶原蛋白-磺化纤维素复合液中混合均匀，通入氮气后加入0.005重量份过硫酸钾于60℃反应3h，冷却后得到苯乙烯接枝改性胶原蛋白-磺化纤维素复合材料。

所述高碘酸钠溶液的质量浓度为3g/L。

所述亚硫酸氢钠溶液的质量浓度为15g/L。

所述步骤（2）中搅拌反应的条件为：搅拌温度50℃，搅拌时间12h。

一种苯乙烯接枝改性胶原蛋白-磺化纤维素复合材料，由所述的制备方法得到。