的熟石灰溶液進行高溫處理7h，高溫為85~90°C的溫度，硫 酸調(diào)節(jié)PH至中性后，經(jīng)脫色、絮凝、液固壓濾分離，獲得膠原降解液。膠原降解液中膠原降 解物的相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%，含有Cr 2O3S 5mg/kg，含灰分< 5g/kg，外觀為淡黃色透明溶 液，其中膠原降解物相對分子質(zhì)量為6000~10000。
[0039] (2)接枝共聚反應(yīng)
[0040] 將上一步驟得到的相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的膠原降解液置有盤式冷凝裝置的反應(yīng) 釜中，升溫至75°C，通入氮氣保護，攪拌桿轉(zhuǎn)速100~120r/min，滴加乙烯基類單體和4/5 的引發(fā)劑，1~3h滴加完畢；升溫至80°C，補加剩下的1/5引發(fā)劑，30min滴加完畢；80°C保 溫反應(yīng)I. 5h后停止加熱；降溫至40~45°C，停止氮氣供給；緩慢加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的氨 水，調(diào)節(jié)pH至6. 5~7. 0,得到含固量約為30%的淡黃色粘稠液體，即得固沙保水劑。單體 與引發(fā)劑必須在規(guī)定時間均勻連續(xù)滴加，避免發(fā)生暴聚或聚合產(chǎn)物不均勻。
[0041] 其中，接枝共聚反應(yīng)中各物質(zhì)及用量：乙烯基單體為丙烯酸和丙烯酰胺混合物，按 照重量比0. 5:1混合；丙烯酸先用10%氫氧化鈉溶液緩慢中和至pH6~6. 5 ;乙烯基類單體 與膠原降解物的質(zhì)量比例為1:1 ;引發(fā)劑用量與乙烯基類單體的質(zhì)量比例為0.012:1。 [0042] 對上述實施例所制得的固沙保水劑進行驗證分析：
[0043] (1)紅外光譜。分別使用烘干的固沙保水劑產(chǎn)品和膠原降解物進行壓片，并測定紅 外光譜。檢測結(jié)果見圖1。圖1為膠原降解液（a)與固沙保水劑（b)的紅外光譜。由圖可 知在固沙保水劑中出現(xiàn)了丙烯酰胺及丙烯酸的特征吸收峰，說明發(fā)生了接枝共聚。
[0044] (2)掃描電鏡。將固沙保水劑用水稀釋50倍后，以lL/m2的用量均勻噴于沙粒表 面，置于恒溫恒濕箱，設(shè)定溫度50°C，RH25%，烘24h后，對沙粒表面進行觀察。沙粒表面前 后觀察結(jié)果見圖2和圖3。由圖3可以明顯看出，固沙保水劑作用后，沙粒之間產(chǎn)生了明顯 的粘結(jié)作用。使沙粒不易被風(fēng)揚起和移動，而達到了固沙的目的。
[0045] (3)保水性實驗。將沙粒從漏斗中自然漏下，形成錐形沙堆模型。以3L/m2的用量 向沙子t旲型噴'灑自來水。IOmin后，將固沙保水劑用水稀釋20彳首后，以lL/m2的用量均勾噴· 于沙堆模型表面。將沙子模型置于恒溫恒濕箱，設(shè)定溫度50°C，RH25%，每隔Ih測定其水 分含量。檢測結(jié)果見圖4?？梢悦黠@看出，固沙保水劑作用后，沙粒之間產(chǎn)生了明顯的粘結(jié) 作用。使沙粒不易被風(fēng)揚起和移動，而達到了固沙的目的。圖4可知與空白相比，三個實施 例固沙保水劑，可延長水分蒸發(fā)6~8h，具有良好的保水效果。
[0046] (4)抗風(fēng)侵蝕實驗。按上述方法制得錐形沙堆模型，將固沙劑用水稀釋20倍，以 lL/m2的用量均勻噴與沙堆模型表面。置于80°C，RH20%的恒溫恒濕箱干燥24h，取出沙模 冷卻后，進行抗風(fēng)侵蝕實驗，分別設(shè)定風(fēng)速為8m/s，14m/s，20m/s。30min后取下沙模，計算 沙粒重量流失情況。見表1。由表1可知，產(chǎn)品在20m/s的風(fēng)力（8級風(fēng)）作用下，質(zhì)量損失 均小于10%，體現(xiàn)良好的抗風(fēng)侵蝕能力。
[0047] 表1抗風(fēng)侵蝕實驗
[0048]
[0049] (5)抗壓強度實驗。將固沙劑保水劑用水分別稀釋10、20、50倍。分別取20mL稀 釋液與140g沙子攪勾，注入固定圓柱形模型，模型內(nèi)徑2. 8cm，高度5. 6cm，輕輕壓實，沙子 密度為I. 76g/cm3。置于80°C，RH20%的恒溫恒濕箱干燥24h，取出沙模冷卻，使用粉末壓力 機測定沙模壓碎時的強度。見表2。表2結(jié)果可知，不同稀釋倍數(shù)產(chǎn)品的抗壓強度均超過了 國際標(biāo)準(zhǔn)的IMpa，具有良好的抗壓強度。
[0050] 表2產(chǎn)品抗壓強度
[0051]
[0052] (6)植物培養(yǎng)實驗。將一定量小白菜種子，播種在較為干燥的沙土中，水分含量~ 30%，表面以lL/m 2的用量均勻噴灑稀釋50倍后的固沙保水劑。以后每隔2天澆水一次。 記錄小白菜的平均發(fā)芽時間和總發(fā)芽率。見表3。由表3可知，將產(chǎn)品作為土壤保濕劑，與 空白樣相比，可以縮短發(fā)芽時間約Ilh和提高植物的發(fā)芽率7. 7個百分點以上。
[0053] 表3作為保濕劑的發(fā)芽率
[0054]
[0055] (7)生物降解實驗。將固沙保水劑稀釋至質(zhì)量濃度為500mg/L后，測定BODjP COD & 值。用B0D5/C0D&比值法測定固沙劑的生物降解性。若BOD 5/C0D&大于0. 45，說明材料易 被生物降解；若大于〇. 3小于0. 45,說明可被生物降解；若大于0. 25且小于0. 3說明不易 被生物降解；低于0.25,則表示該材料難被生物降解。見表4。由表4結(jié)果可知，三個實施 例產(chǎn)品的B0D 5/C0D&值為易降解或可降解，具有良好的可生物降解性。
[0056] 表4產(chǎn)品的可降解性
[0057]
[0058]
【主權(quán)項】
1. 基于膠原蛋白降解物的固沙保水劑制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 膠原蛋白降解物提?。? 將制革削勻廢棄物邊角料，洗凈烘干后，粉碎至粒徑小于Icm的顆粒，用質(zhì)量含量 5%~12%的熟石灰溶液在85~90°C條件下處理5~10h，硫酸調(diào)節(jié)pH至中性后，經(jīng)脫色、 絮凝、液固壓濾分離，獲得膠原水解液； 膠原降解液中膠原降解物的相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%，含有Cr2O3S5mg/kg，含灰分< 5g/kg，外觀為淡黃色透明溶液，其中膠原降解物相對分子質(zhì)量為6000~10000 ; (2) 接枝共聚反應(yīng)： 將膠原水解液置有盤式冷凝裝置的反應(yīng)釜中，升溫至75~85°C，通入氮氣保護，攪 拌桿轉(zhuǎn)速100~120r/min，滴加乙烯基類單體和4/5的引發(fā)劑，1~3h滴加完畢；升溫至 80~90°C，補加剩下的1/5引發(fā)劑，30min滴加完畢；乙烯基單體與膠原降解物的質(zhì)量比例 為1:1 ;引發(fā)劑與乙烯基單體質(zhì)量比為〇. 004~0. 012:1 ;80~90°C保溫反應(yīng)1~1.5h后 停止加熱；降溫至40~45°C，停止氮氣供給；緩慢加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的氨水，調(diào)節(jié)pH至 6. 5~7. 0,得到含固量約為30%的淡黃色粘稠液體，即得固沙保水劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于膠原蛋白降解物的固沙保水劑制備方法，其特征在于， 所述的乙烯基單體包括丙烯酸和丙烯酰胺，按照重量比〇. 25~1:1混合；丙烯酸先用質(zhì)量 濃度為10%氫氧化鈉溶液緩慢中和至PH6~6. 5。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種固沙保水劑制備方法，具體為基于膠原蛋白降解物的固沙保水劑制備方法，將制革削勻廢棄物邊角料，洗凈烘干后，粉碎，用熟石灰溶液在85～90℃條件下處理，硫酸調(diào)節(jié)pH至中性后，經(jīng)脫色、絮凝、液固壓濾分離，獲得膠原水解液；將膠原水解液置升溫至75～85℃滴加乙烯基類單體和4/5的引發(fā)劑，升溫至80～90℃，補加剩下的1/5引發(fā)劑，保溫反應(yīng)1～1.5h后停止加熱；降溫至40～45℃，調(diào)節(jié)pH至6.5～7.0，得到固沙保水劑。該方法實現(xiàn)皮革廢棄物的再生資源化利用，所制備的固沙保水劑水溶性好，儲存穩(wěn)定，耐光、耐溫老化，噴于沙粒表面能形成固結(jié)層，提高沙粒的抗風(fēng)侵蝕能力和抗壓強度，達到固沙目的。
【IPC分類】C08F220/56, C08F289/00, C08F220/06, C09K17/18
【公開號】CN104892860
【申請?zhí)枴緾N201510299051
【發(fā)明人】單志華, 袁鴻昌, 張本民, 陳慧
【申請人】四川大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月4日