[发明专利]一种羽毛多肽改性聚丙烯酸酯纤维气凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种羽毛多肽改性聚丙烯酸酯纤维气凝胶及其制备方法和应用，首先采用溶液聚合制备P(GMA‑co‑BA)聚合物，同时将羽毛经过无水乙醇预处理、还原处理、碱解和酸析处理制备出羽毛多肽粉末，最后将两者混合制备成纺丝液，通过静电纺丝制备出直径分布均匀、形貌良好的羽毛多肽改性聚丙烯酸酯纤维气凝胶；由于制备的纤维气凝胶具有微纳米级网状结构，表面带有大量的氨基、环氧基、羟基等活性官能团，因此在生物医疗、废水处理、金属催化剂等领域有着广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及聚丙烯酸酯气凝胶制备技术领域，特别是指一种羽毛多肽改性聚丙烯酸酯纤维气凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，海洋溢油事故频繁发生，水域环境污染日趋严重，特别是工业含油废水排放、油船以及海洋石油泄漏造成的大而积海洋水域污染，不仅对海洋生物和人类的生存环境造成了严重的威肋，同时这些污染的清理问题也引发人们的担忧。因此，开发吸附量大、吸附速率快、持油性能好的新型吸油材料是目前解决上述问题的主要研究方向。

吸油材料，指能够以粘附、吸收的方式从水面收集油的固体材料。目前新型吸油材料，主要包括天然吸油材料、超疏水亲油材料、碳介孔材料、多孔气凝胶、吸油泡沫、高分子吸油粉末和疏水亲油海绵等。这些材料按照来源通常分为三大类：天然有机吸油材料、合成有机吸油材料和无机吸油材料。

本申请的发明人在研究的过程中发现，现有的吸油材料，无法兼具廉价和高吸附性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种羽毛多肽改性聚丙烯酸酯纤维气凝胶及其制备方法和应用，用于解决现有的吸油材料无法兼具廉价和高吸附性能的问题。

基于上述目的本发明提供的一种羽毛多肽改性聚丙烯酸酯纤维气凝胶的制备方法，包括如下步骤：

P(GMA-co-BA)的合成，将丙烯酸丁酯溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，得丙烯酸丁酯溶液，在氮气保护下向丙烯酸丁酯溶液交叉加入甲基丙烯酸缩水甘油酯和引发剂，在50～70℃反应7～15h后，得P(GMA-co-BA)聚合物；

羽毛多肽的制备，将羽毛加入无水乙醇中进行预处理后，将预处理后的羽毛加入到还原液中，在60～100℃下反应0.5～5h后过滤、洗涤，冷冻干燥；再加入到碱液中，在80～130℃条件下处理20～60min，过滤，滤液进行酸析，至絮状物析出，经离心、洗涤、真空干燥后得到羽毛多肽粉末；

改性聚丙烯酸酯纤维的制备，将羽毛多肽粉末与P(GMA-co-BA)聚合物共混配制复合纺丝液，并用磁力搅拌器充分搅拌18～30h至纺丝溶液均匀透明，进行静电纺丝，冷冻干燥后，得羽毛多肽改性聚丙烯酸酯纤维气凝胶。

可选的，所述丙烯酸丁酯和所述甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为1:2～10。

可选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈，用量是所述丙烯酸丁酯和所述甲基丙烯酸缩水甘油酯总量的0.1～0.8％。

可选的，所述丙烯酸丁酯溶液的浓度为20～80％。

可选的，所述还原液为尿素、十二烷基苯磺酸钠和硫代乙醇酸的混合液，且三者的浓度为3～7:1:1。

可选的，所述碱液为浓度为2～10g/L的氢氧化钠溶液。

可选的，所述酸析的酸液为pH 1～3的盐酸溶液。

可选的，所述羽毛多肽改性聚丙烯酸酯纤维气凝胶中包括质量分数为5～13％羽毛多肽粉末。

可选的，所述静电纺丝的电压为15～25kV，针头距接收板距离为15～25cm，纺丝速度为0.1～0.5mL/h，空气湿度25～35％。