[发明专利]一种利用废弃皮边角料制备泡沫塑料的方法

说明书

本发明提供了一种利用废弃皮边角料制备泡沫塑料的方法。其制备方法是首先对制革厂产生的皮边角废料提取胶原蛋白；接着将胶原蛋白、交联剂、发泡剂、成核剂和增塑剂按一定比例在水中混合均匀，干燥除水；最后在合适的工艺条件下进行热压成型，即得蛋白泡沫塑料。选用双醛淀粉、双醛纤维素、双醛普兰鲁等双醛大分子作为交联剂对胶原蛋白进行交联改性，以提高胶原蛋白的强度。选用甘油、尿素等小分子试剂作为增塑剂对胶原蛋白进行增塑改性，以降低胶原蛋白的熔融温度，使其可直接使用常规加工成型的方法进行热压加工。本发明利用皮边角料为原料，制备一种可生物降解、具有良好力学性能的泡沫塑料，可用作保温泡沫塑料，有良好的应用前景。

技术领域

本发明所涉及资源化材料制备领域，具体而言，涉及一种可生物降解、具有良好力学性能的泡沫塑料。

背景技术

泡沫塑料是一种十分重要的合成高分子材料，是现在塑料工业的重要组成部分。由于泡沫塑料具有质轻、隔热、吸音、减震等特性，所以在包装、保温、隔音等领域有着广泛应用。目前，大部分泡沫塑料制品由石油化工裂解产物制得，这些制品由于难以降解的缺点，也产生了大量白色污染。因此，寻求可降解的材料加工制泡沫塑料也成了大家的研究热点。皮革行业每年都会产生大量的皮革废弃物，这些皮革废弃物是皮革工业重要的污染之一。这些固体废弃物中含有丰富的胶原蛋白，如果能够把胶原蛋白作为基体，进行塑化加工，制成塑料制品，不仅可以减轻目前石油化工制成的塑料制品产生的白色污染，缓解环境压力，还能为资源化皮革废弃物的胶原蛋白提供新的思路。

对于废弃皮边角料的材料化利用，许多研究者进行了较多的研究工作。最初，人们将少量的皮边角料添加到高分子材料中，以共混的方式制备出新型的复合材料。但由于铬与胶原形成稳定的络合键以及蛋白分子与分子间存在大量的氢键，因此其与高分子材料相容差，使得制备的复合材料力学性能下降；复合材料中皮边角料的引入量有限，导致其利用率有限，并不适合皮边角料的大规模资源化利用。近年，也有研究者利用皮边角料中提取的胶原蛋白以冷冻干燥的方式制备泡沫，此方法能可有效提高废弃皮边角料的利用率，但冷冻干燥的生产方式效率低，生产成本高，也难以大规模推广。

本发明的目的是针对现有技术存在的不足和缺陷，直接利用常规方法提取的胶原蛋白作为基体，利用绿色无毒的增塑剂破坏蛋白质分子与分子间的氢键。利用绿色可降解交联剂对胶原蛋白进行交联改性。采用常规热压成型工艺进行成型加工，制备了具有优良力学性能的胶原蛋白基材料，可通过改变增塑剂的量得到不同强度的泡沫塑料，以满足不同需求。目前为止，尚未见关于直接利用胶原蛋白作为基体通过常规热加工方式制备通用泡沫塑料的文献和专利报道。

发明内容

1、一种利用废弃皮边角料制备泡沫塑料的方法，其制备特征如下：

(1)将制革厂边角料用去离子水进行清洗除尘，对未鞣制的皮边角料采用酶法提取胶原蛋白；鞣制的皮边角料采用碱-酶法提取胶原蛋白；然后将其置于20-40℃鼓风干燥箱中干燥24-64h，干燥后，采用粉碎机进一步粉碎，制得胶原蛋白颗粒，干燥保存；

(2)将胶原蛋白、交联剂、发泡剂、成核剂和增塑剂按一定比例在水中混合均匀。其中胶原蛋白：交联剂：发泡剂：成核剂：增塑剂的质量比为1.0 ： （0.05-0.20） ： （0.05-0.20） ： （0.05-0.20） ： （0.1-0.8），混合均匀，放入鼓风干燥箱在 20-50℃条件下放置48-96 h干燥除水后，得到干燥混合物；

(3)直接利用热压成型工艺将干燥的混合物在合适的压力下进行加工，其中加工温度为100-180℃，热压时间为5-30min，得到泡沫塑料。

本发明中所用的胶原蛋白由制革厂产生的皮边角料而提取。

本发明中所用的交联剂为双醛淀粉、双醛纤维素、双醛普兰鲁三种双醛大分子中的一种。

本发明中所用的增塑剂为甘油、尿素中的一种。

本发明中所述的成核剂为碳酸钙、二氧化硅中的一种。