基于胶原蛋白降解物的固沙保水剂制备方法技术

本发明专利技术涉及一种固沙保水剂制备方法，具体为基于胶原蛋白降解物的固沙保水剂制备方法，将制革削匀废弃物边角料，洗净烘干后，粉碎，用熟石灰溶液在85～90℃条件下处理，硫酸调节pH至中性后，经脱色、絮凝、液固压滤分离，获得胶原水解液；将胶原水解液置升温至75～85℃滴加乙烯基类单体和4/5的引发剂，升温至80～90℃，补加剩下的1/5引发剂，保温反应1～1.5h后停止加热；降温至40～45℃，调节pH至6.5～7.0，得到固沙保水剂。该方法实现皮革废弃物的再生资源化利用，所制备的固沙保水剂水溶性好，储存稳定，耐光、耐温老化，喷于沙粒表面能形成固结层，提高沙粒的抗风侵蚀能力和抗压强度，达到固沙目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种固沙保水剂制备方法，具体为基于胶原蛋白降解物的固沙保水剂 制备方法。
技术介绍
近几十年来，土地沙漠化已成为全球生态环境恶化的主要原因之一。防止土地沙 漠化有效的手段就是进行固沙。目前普遍使用的固沙方法有：植物固沙、工程固沙或称机械 固沙、化学固沙等手段。其中，化学类固沙的主要作用机理和特征是：1)化学固沙材料具有 粘结作用，喷于沙粒表面能够将沙粒粘结在一起，形成固结层，增加沙粒的团聚能力；2)化 学固沙材料能在沙粒表面形成一层的封闭薄膜，阻止沙粒被风流扬起、转移；3)固沙材料 能够改良沙土性质，提高沙漠植物的生长能力。这是所有的固沙材料被要求必须满足的三 点。然而，为了防止造成二次污染，所使用的固沙剂，还必须要求具有良好的可生物降解性 能。而这也往往是目前很多化学固沙剂很难达到的。 -个中型的制革企业每年要产生数以千吨计的削匀及修边的铬鞣废弃固体物。这 些废弃物无法掩埋及焚烧，日积月累将成为阻碍制革可持续发展的关键。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术的目的是为了制造新型的生态固沙保水剂，同时也是 为了寻求一种皮革废弃物合理利用的途径。 本专利技术的上述目的，通过以下技术方案实现： ，包括以下步骤： (1)胶原蛋白降解物提取： 将制革削匀废弃物边角料，洗净烘干后，粉碎至粒径小于Icm的颗粒，用质量含量 5%~12%的熟石灰溶液在85~90°C条件下处理5~10h，硫酸调节pH至中性后，经脱色、 絮凝、液固压滤分离，获得胶原水解液； 胶原降解液中胶原降解物的相对质量分数为50 %，含有Cr2O3S 5mg/kg，含灰分 < 5g/kg，外观为淡黄色透明溶液，其中胶原降解物相对分子质量为6000~10000。 ⑵接枝共聚反应： 将胶原水解液置有盘式冷凝装置的反应釜中，升温至75~85°C，通入氮气保护， 搅拌杆转速100~120r/min，滴加乙烯基类单体和4/5的引发剂，1~3h滴加完毕；升温 至80~90°C，补加剩下的1/5引发剂，30min滴加完毕；80~90°C保温反应1~I. 5h后 停止加热；降温至40~45°C，停止氮气供给；缓慢加入质量分数为20%的氨水，调节pH至 6. 5~7. 0,得到含固量约为30%的淡黄色粘稠液体，即得固沙保水剂。 乙烯基单体与胶原降解物的质量比例为1:1 ;引发剂与乙烯基单体质量比为 0. 004 ~0. 012:1 ; 乙烯基单体包括丙烯酸和丙烯酰胺，按照重量比0. 25~1:1混合；丙烯酸先用质 量浓度为10%氢氧化钠溶液缓慢中和至PH6~6. 5。 制革削匀废弃物边角料为牛皮、羊皮、猪皮蓝湿革削匀废弃物。 本专利技术公开的，实现皮革废弃物的再 生资源化利用，不仅可以减少制革企业处理皮革废弃物的成本，还能带来良好环境效益和 经济效益，所制备的固沙保水剂水溶性好，储存稳定，耐光、耐温老化，喷于沙粒表面能形成 固结层，提高沙粒的抗风侵蚀能力和抗压强度，达到固沙目的。该固沙保水剂可生物降解、 不产生二次污染，且降解后含有氨基酸等含氮物质，可以为植物生长提供氮源，提高植物的 发芽率和缩短发芽所需时间。【附图说明】 图1为本专利技术胶原降解液与固沙保水剂的红外光谱； 图2沙粒使用固沙保水剂前的形态； 图3为沙粒使用固沙保水剂后的形态； 图4本专利技术各实施例及空白的保水性对比检测结果。【具体实施方式】 结合实施例说明本专利技术的【具体实施方式】。 实施例1 蛋白降解物的固沙保水剂制备方法，包括以下过程： (1)胶原蛋白降解物提取 将牛皮、羊皮、猪皮蓝湿革的削匀革肩及边角料废弃物洗净烘干后，粉碎至粒径小 于Icm的颗粒，用质量含量12%的熟石灰溶液进行高温处理5h，高温为85~90°C的温度， 硫酸调节PH至中性后，经脱色、絮凝、液固压滤分离，获得胶原降解液。胶原降解液中胶原 降解物的相对质量分数为50%，含有Cr 2O3S 5mg/kg，含灰分< 5g/kg，外观为淡黄色透明 溶液，其中胶原降解物相对分子质量为6000~10000。 (2)接枝共聚反应 将上一步骤得到的相对质量分数为50%的胶原降解液置有盘式冷凝装置的反应 釜中，升温至80°C，通入氮气保护，搅拌杆转速100~120r/min，滴加乙烯基类单体和4/5 的引发剂，2h滴加完毕；升温至85°C，补加剩下的1/5引发剂，30min滴加完毕；85°C保温反 应I. 5h后停止加热；降温至40~45°C，停止氮气供给；缓慢加入质量分数为20%的氨水， 调节pH至6. 5~7. 0,得到含固量约为30%的淡黄色粘稠液体，即得固沙保水剂。单体与 引发剂必须在规定时间均匀连续滴加，避免发生暴聚或聚合产物不均匀。 其中，接枝共聚反应中各物质及用量：乙烯基单体为丙烯酸和丙烯酰胺混合物，按 照重量比1:1混合；丙烯酸先用10%氢氧化钠溶液缓慢中和至PH6~6. 5 ;乙烯基类单体与 胶原降解物的质量比例为1:1 ;引发剂用量与乙烯基类单体的质量比例为0.01:1。 实施例2 蛋白降解物的固沙保水剂制备方法，包括以下过程： (1)胶原蛋白降解物提取 将牛皮、羊皮、猪皮蓝湿革的削匀革肩及边角料废弃物洗净烘干后，粉碎至粒径小 于Icm的颗粒，用质量含量5%的熟石灰溶液进行高温处理10h，高温为85~90°C的温度， 硫酸调节PH至中性后，经脱色、絮凝、液固压滤分离，获得胶原降解液。胶原降解液中胶原 降解物的相对质量分数为50%，含有Cr 2O3S 5mg/kg，含灰分< 5g/kg，外观为淡黄色透明 溶液，其中胶原降解物相对分子质量为6000~10000。 (2)接枝共聚反应 将上一步骤得到的相对质量分数为50%的胶原降解液置有盘式冷凝装置的反应 釜中，升温至85°C，通入氮气保护，搅拌杆转速100~120r/min，滴加乙烯基类单体和4/5 的引发剂，Ih滴加完毕；升温至90°C，补加剩下的1/5引发剂，30min滴加完毕；90°C保温反 应Ih后停止加热；降温至40~45°C，停止氮气供给；缓慢加入质量分数为20%的氨水，调 节pH至6. 5~7. 0,得到含固量约为30 %的淡黄色粘稠液体，即得固沙保水剂。单体与引 发剂必须在规定时间均匀连续滴加，避免发生暴聚或聚合产物不均匀。 其中，接枝共聚反应中各物质及用量：乙烯基单体为丙烯酸和丙烯酰胺混合物，按 照重量比0. 25:1混合；丙烯酸先用10%氢氧化钠溶液缓慢中和至pH6~6. 5 ;乙烯基类单 体与胶原降解物的质量比例为1:1 ;引发剂用量与乙烯基类单体的质量比例为0.004:1。 实施例3 蛋白降解物的固沙保水剂制备方法，包括以下过程： (1)胶原蛋白降解物提取 将牛皮、羊皮、猪皮蓝湿革的削匀革肩及边角料废弃物洗净烘干后，粉碎至粒径小 于Icm的颗粒，用质量含量8%当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于胶原蛋白降解物的固沙保水剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)胶原蛋白降解物提取：将制革削匀废弃物边角料，洗净烘干后，粉碎至粒径小于1cm的颗粒，用质量含量5％～12％的熟石灰溶液在85～90℃条件下处理5～10h，硫酸调节pH至中性后，经脱色、絮凝、液固压滤分离，获得胶原水解液；胶原降解液中胶原降解物的相对质量分数为50％，含有Cr2O3≤5mg/kg，含灰分≤5g/kg，外观为淡黄色透明溶液，其中胶原降解物相对分子质量为6000～10000；(2)接枝共聚反应：将胶原水解液置有盘式冷凝装置的反应釜中，升温至75～85℃，通入氮气保护，搅拌杆转速100～120r/min，滴加乙烯基类单体和4/5的引发剂，1～3h滴加完毕；升温至80～90℃，补加剩下的1/5引发剂，30min滴加完毕；乙烯基单体与胶原降解物的质量比例为1:1；引发剂与乙烯基单体质量比为0.004～0.012:1；80～90℃保温反应1～1.5h后停止加热；降温至40～45℃，停止氮气供给；缓慢加入质量分数为20％的氨水，调节pH至6.5～7.0，得到含固量约为30％的淡黄色粘稠液体，即得固沙保水剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：单志华，袁鸿昌，张本民，陈慧，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51