[发明专利]改性黄腐植酸、改性黄腐植酸复合材料及制备方法和应用

说明书

本发明涉及聚乳酸复合材料技术领域，是一种改性黄腐植酸、改性黄腐植酸复合材料及制备方法和应用，该改性黄腐植酸，原料包括黄腐植酸、碳酸氢铵、N,N‑二甲基甲酰胺、氯化钴和硼酸。本发明通过采用本发明所述的改性黄腐植酸来制备本发明所述聚乳酸╱改性黄腐植酸复合材料，使本发明所述聚乳酸╱改性黄腐植酸复合材料较现有纯聚乳酸材料在力学性能和耐热性能都有明显提高，并且可使本发明所述聚乳酸╱改性黄腐植酸复合材料的结晶性能较现有纯聚乳酸材料有显著提高，从而拓展了聚乳酸复合材料的应用领域；另外，本发明对于风化煤资源和黄腐植酸资源的高附加值开发具有重要推动意义。

技术领域

本发明涉及聚乳酸复合材料技术领域，是一种改性黄腐植酸及其制备方法，还包括一种聚乳酸╱改性黄腐植酸复合材料及其制备方法，以及聚乳酸╱改性黄腐植酸复合材料在医用材料中的应用，还包括一种包括聚乳酸╱改性黄腐植酸复合材料的制品；主题名称中，以改性黄腐植酸复合材料代替聚乳酸╱改性黄腐植酸复合材料。

背景技术

聚乳酸(poly (lactic acid)，PLA)高分子材料，不仅在自然环境中可以自然降解，而且在生物体内可以降解，无毒且生物相容性好。目前主要作为组织工程支架材料、药控缓释材料等而被广泛应用。与传统塑料如聚丙烯等相比，聚乳酸焚烧后产物为二氧化碳和水，产生的二氧化碳可以被植物吸收，参与植物的光合作用，不会造成环境负荷，是一种环境友好型的高分子材料。由于聚乳酸结晶速度缓慢导致聚乳酸存在致命的缺陷一质脆、韧性差且热稳定性较差等。由于聚乳酸是不依赖石油原料的非石油类生物高分子材料，根据生物友好材料发展的要求，不但要有良好的力学强度、加工性能、还要具有良好的环境适应性和高效、广谱的长效结晶性。因此赋予其结晶功能对聚乳酸材料在医用领域的应用意义更为重大，基于聚乳酸材料的不足，使其应用领域受到限制。为了克服聚乳酸的这些缺陷，需要对聚乳酸进行复合改性以拓展其应用领域。

黄腐植酸是动植物遗骸，主要是植物的遗骸，经过微生物的分解和转化，以及地球化学等一系列过程造成和积累起来的一类有机物质。它的总量大得惊人，数以万亿吨计。江河湖海，土壤煤矿，大部分地表上都有它的踪迹。由于它的广泛存在，所以对地球的影响也很大，涉及到碳的循环、土壤肥力、生态平衡等方面。其中黄腐植酸的分子量较小，色泽低，能溶于水、酸和碱溶液，亦溶于丙酮和乙醇，而且它的某些生物活性高于其他组分的腐植酸，它和目前世界上发现的六大激素有相似的结构，因此在工业、农业、环保、医药、食品等方面有广泛的应用。

风化煤是指暴露于地表或位于地表浅层的煤，俗称露头煤。风化煤含有大量含氧活性官能团，如羧基、酚羟基、醌基、醇羟基等。由于风化煤经过风化氧化后，绝大部分失去作为动力燃料和炼焦煤的价值，大部分被作为废弃物而没有得到有效利用，因而利用率不高。

发明内容

本发明提供了一种改性黄腐植酸、聚乳酸╱改性黄腐植酸复合材料及制备方法和应用，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有聚乳酸材料存在韧性和热稳定性较差的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种改性黄腐植酸，原料包括黄腐植酸、碳酸氢铵、N,N-二甲基甲酰胺、氯化钴和硼酸，黄腐植酸和碳酸氢铵的质量之比为2:0.2至2:8，每克黄腐植酸加入5毫升至50毫升的N,N-二甲基甲酰胺，氯化钴和硼酸的质量分别为黄腐植酸质量的0.2%至5%，该改性黄腐植酸的制备方法按下述方法进行：第一步，向所需量的N,N-二甲基甲酰胺中加入所需量的黄腐植酸和碳酸氢铵，最后加入氯化钴和硼酸得到混合物料，将混合物料在温度为160℃至180℃的条件下搅拌反应2小时至10小时；第二步，将第一步得到的反应产物依序经过蒸馏水超声洗涤、过滤、甲醇超声洗涤、过滤和干燥后得到改性黄腐植酸。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或╱和改进：

上述第二步中，反应产物依序经过蒸馏水超声洗涤三次、过滤，然后再用甲醇超声洗涤两次、过滤并干燥后得到改性黄腐植酸；其中，甲醇超声洗涤后，将过滤得到的沉淀物在温度为90℃至100℃下干燥8小时至12小时后得到改性黄腐植酸。