專利名稱：一種新型開放微孔分子載體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種應(yīng)用于廢棄物處理領(lǐng)域的新型材料，如工業(yè)污水處理、民用污水處理、凈水處理、污染氣體處理，具體是一種新型開放微孔分子載體及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)污水處理行業(yè)經(jīng)過“十一五”期間的高速發(fā)展，“十二五”期間將從大規(guī)模集中式向中小規(guī)模分散式轉(zhuǎn)變，形成“以大型為主，中小型互補(bǔ)”的布局。工業(yè)污水處理中的微電解填料，填料是由鐵和炭混合成球形，堆放在一起處理原水，其原理是鐵和碳形成微電解循環(huán)，產(chǎn)生正負(fù)電荷，電離污水中污染物溶液的正負(fù)離子。民用污水處理中的生物膜法工藝，其特點(diǎn)是在池內(nèi)設(shè)置載體，載體上附著微生物膜，池底曝氣對(duì)污水進(jìn)行充氧，利用微生物處理污水的方法。良好的微生物附著性能主要指微生物附著速度和最終附著量的大小，取決于載體表面的物理化學(xué)特性。物理性質(zhì)主要指載體的比表面、孔隙度、表面粗糙度的大小和結(jié)構(gòu)形狀?；瘜W(xué)性質(zhì)主要指對(duì)微生物無毒、表面的親疏水性及表面電荷。良好的水力學(xué)特性為附著、棲息在載體上的微生物所需的反應(yīng)底物及產(chǎn)物的傳遞創(chuàng)造條件，并保持反應(yīng)器中良好的水力學(xué)條件，減少反應(yīng)器的運(yùn)行能耗。機(jī)械強(qiáng)度高防止載體使用過程中引起較大程度的破損。穩(wěn)定性好具有較好的生物、化學(xué)及抗老化的穩(wěn)定性，對(duì)環(huán)境中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)表現(xiàn)出最大的惰性。比重適中最好接近水的比重，能在曝氣條件下隨水一起翻動(dòng)。成本低廉。凈水處理中的膜技術(shù)，不同微孔大小的膜，能夠過濾不同級(jí)別的水。厘米級(jí)別的膜能夠透過厘米尺寸的物體，毫米級(jí)別的膜能夠透過毫米尺寸的物體，微米級(jí)別的膜能夠透過微米尺寸的物體，納米級(jí)別的膜能夠透過納米尺寸的物體，分子級(jí)別的膜能夠透過分子尺寸的物體，厘米、毫米級(jí)別的膜能夠應(yīng)用在污水處理上，微米以下級(jí)別的膜能夠應(yīng)用在凈水處理上。廢氣處理中的吸附功能，氣體中的污染物分子被填料吸附后混入噴淋水流出。高分子材料構(gòu)成的相互交聯(lián)的三維立體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，開放的交聯(lián)空間結(jié)構(gòu)具有一定的強(qiáng)度，其空間可以填充分子級(jí)別的內(nèi)容物或半嵌入分子級(jí)別的懸掛物，或利用結(jié)構(gòu)的外層或夾層涂以鑄膜液，形成耐受一定壓力的膜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。幫助達(dá)到過濾、附著、吸附等使用功能的載體即為開放微孔分子載體。其衍生的相關(guān)技術(shù)即為開放微孔分子載體應(yīng)用技術(shù)。開放微孔分子載體的基礎(chǔ)材料一般由聚烯烴或其共聚物或三元共聚物組成，可以選擇聚乙烯、聚丙烯、ABS樹脂。聚乙烯的特點(diǎn)聚乙烯無臭，無毒，手感似蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫度可達(dá)-70 -100°C )，化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸)，常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，但由于其為線性分子可緩慢溶于某些有機(jī)溶劑，且不發(fā)生溶脹，電絕緣性能優(yōu)良；但聚乙烯對(duì)于環(huán)境應(yīng)力(化學(xué)與機(jī)械作用)是很敏感的，耐熱老化性差。來源廣泛。
聚丙烯的特點(diǎn)無毒、無味，密度小，強(qiáng)度、剛度、硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯，可在100度左右使用。具有良好的電性能和高頻絕緣性不受濕度影響，但低溫時(shí)變脆、不耐磨、易老化.適于制作一般機(jī)械零件，耐腐蝕零件和絕緣零件，常見的酸、堿有機(jī)溶劑對(duì)它幾乎不起作用。來源廣泛。ABS 樹脂的特點(diǎn)ABS 樹脂是丙烯腈(Acrylonitrile)、l, 3_ 丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)三種單體的接枝共聚物。ABS樹脂是微黃色固體，有一定的韌性，密度約為I. 0Π. 06 g/cm3。它抗酸、堿、鹽的腐蝕能力比較強(qiáng)，也可在一定程度上耐受有機(jī)溶劑溶解。ABS樹脂可以在_25°C 60°C的環(huán)境下表現(xiàn)正常，而且有很好的成型性，加工出的產(chǎn)品表面光潔，易于染色和電鍍。在基礎(chǔ)材料中混入淀粉制備淀粉/聚合物塑料，由于淀粉中含有大量的羥基因此表現(xiàn)出很強(qiáng)的親水性，而聚烯烴和三元共聚物不含親水性基因，表現(xiàn)為疏水性。為了使兩種不相容的物質(zhì)共混，必須提高淀粉和聚烯烴或淀粉和三元共聚物的相容性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過科學(xué)合理的配比設(shè)計(jì)，提高淀粉和聚烯烴或淀粉和三元共聚物的相容性，幫助達(dá)到過濾、附著、吸附等使用功能的開放微孔分子載體，該開放微孔分子載體可以填充分子級(jí)別的內(nèi)容物或半嵌入分子級(jí)別的懸掛物，也可以將外涂物進(jìn)行膜交聯(lián)。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的方案一、一種新型開放微孔分子載體，包括基體和內(nèi)容物，其特征在于，基體的組成及其質(zhì)量百分含量為
基礎(chǔ)材料70-90%，
相容劑2-6%，
引發(fā)劑O. 1-0. 8%，
比重劑2-10%，
生物親和劑O. 2-2% ；
所述內(nèi)容物為活性酶內(nèi)容物或者微電解質(zhì)內(nèi)容物，所述內(nèi)容物的加入量與基體的比例為活性酶內(nèi)容物基體=0. 25—4 ;微電解質(zhì)內(nèi)容物基體=1一8。方案二、一種新型開放微孔分子載體，包括基體和外涂物，其特征在于，基體的組成及其質(zhì)量百分含量為
基礎(chǔ)材料70-90%，
相容劑2-6%，
引發(fā)劑O. 1-0. 8%，
比重劑2-10%，
生物親和劑O. 2-2% ；
所述外涂物為醋酸纖維膜，所述外涂物的涂層厚度為0. 01-2. 5mm。所述基體的組成中還有抗氧化劑炭黑，其含量< O. 1%。所述基體材料為聚乙烯、聚丙烯、ABS樹脂和線性低密度聚乙烯的單體或者其共聚物。所述引發(fā)劑為丙烯酸，比重劑為輕質(zhì)碳酸鈣，生物親和劑為甲殼素。
所述活性酶內(nèi)容物的組成及其質(zhì)量百分含量為甲殼素50%，淀粉25%、活性碳5%，丙酮5%，過氧化二異丙苯O. 5%，其余為彈性LLDPE。所述外涂物的組成及其質(zhì)量百分含量為苯乙烯30%、醋酸纖維素60%，明膠5%，二乙烯苯2. 5%和甲苯2. 5%ο內(nèi)容物式新型開放微孔分子載體的制備方法，步驟如下將基體按照配比混合，投入單螺桿造粒機(jī)擠出造粒，然后加入發(fā)泡劑投入雙螺桿擠出機(jī)擠壓成型，成型后進(jìn)入高壓室，高壓空氣控制在15倍的大氣壓，持續(xù)45分鐘后迅速減壓I分鐘至常壓獲得基體，然后將內(nèi)容物投入離心機(jī)甩出滲入基體中。也可以單螺桿造粒后加入發(fā)泡劑的同時(shí)加入內(nèi)容物，然后投入雙螺桿擠出機(jī)擠壓成型。外涂物式新型開放微孔分子載體的制備方法，步驟如下將基體按照配比混合，投入單螺桿造粒機(jī)擠出造粒，然后加入發(fā)泡劑投入雙螺桿擠出機(jī)擠壓成型，成型后進(jìn)入高壓室，高壓空氣控制在15倍的大氣壓，持續(xù)45分鐘后迅速減壓I分鐘至常壓獲得基體，然后用覆膜機(jī)將外涂物涂覆到基體上。所述單螺桿擠出機(jī)的各分區(qū)溫度為一區(qū)170°C，二區(qū)175°C，三區(qū)185°C，四區(qū)195。。。本發(fā)明的有益效果為通過科學(xué)合理的配比設(shè)計(jì)，提高淀粉和聚烯烴或淀粉和三元共聚物的相容性，幫助達(dá)到過濾、附著、吸附等使用功能的開放微孔分子載體，該開放微孔分子載體可以填充分子級(jí)別的內(nèi)容物或半嵌入分子級(jí)別的懸掛物，也可以將外涂物進(jìn)行膜交聯(lián)。


圖I是內(nèi)容物式開放微孔分子載體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是單層外涂物式開放微孔分子載體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是夾層外涂物式開放微孔分子載體的結(jié)構(gòu)示意圖。
權(quán)利要求
1.一種新型開放微孔分子載體，包括基體和內(nèi)容物，其特征在于，基體的組成及其質(zhì)量百分含量為基礎(chǔ)材料70-90%，相容劑2-6%，引發(fā)劑O. 1-0. 8%，比重劑2-10%，生物親和劑O. 2-2% ；所述內(nèi)容物為活性酶內(nèi)容物或者微電解質(zhì)內(nèi)容物，所述內(nèi)容物的加入量與基體的比例為活性酶內(nèi)容物基體=0. 25—4 ;微電解質(zhì)內(nèi)容物基體=1一8。
2.一種新型開放微孔分子載體，包括基體和外涂物，其特征在于，基體的組成及其質(zhì)量百分含量為基礎(chǔ)材料70-90%，相容劑2-6%，引發(fā)劑O. 1-0. 8%，比重劑2-10%，生物親和劑O. 2-2% ；所述外涂物為醋酸纖維膜，所述外涂物的涂層厚度為0. 01-2. 5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的新型開放微孔分子載體，其特征在于，所述基體的組成中還有抗氧化劑炭黑，其含量< O. 1%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的新型開放微孔分子載體，其特征在于，所述基體材料為聚乙烯、聚丙烯、ABS樹脂和線性低密度聚乙烯的單體或者其共聚物。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的新型開放微孔分子載體，其特征在于，所述引發(fā)劑為丙烯酸，比重劑為輕質(zhì)碳酸鈣，生物親和劑為甲殼素。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型開放微孔分子載體，其特征在于，所述活性酶內(nèi)容物的組成及其質(zhì)量百分含量為甲殼素50%，淀粉25%、活性碳5%，丙酮5%，過氧化二異丙苯O. 5%，其余為彈性LLDPE。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型開放微孔分子載體，其特征在于，所述外涂物的組成及其質(zhì)量百分含量為苯乙烯30%、醋酸纖維素60%，明膠5%，二乙烯苯2. 5%和甲苯2. 5%。
8.如權(quán)利要求I所述的新型開放微孔分子載體的制備方法，其特征在于，步驟如下將基體按照配比混合，投入單螺桿造粒機(jī)擠出造粒，然后加入發(fā)泡劑投入雙螺桿擠出機(jī)擠壓成型，成型后進(jìn)入高壓室，高壓空氣控制在15倍的大氣壓，持續(xù)45分鐘后迅速減壓I分鐘至常壓獲得基體，然后將內(nèi)容物投入離心機(jī)甩出滲入基體中。
9.如權(quán)利要求2所述的新型開放微孔分子載體的制備方法，其特征在于，步驟如下將基體按照配比混合，投入單螺桿造粒機(jī)擠出造粒，然后加入發(fā)泡劑投入雙螺桿擠出機(jī)擠壓成型，成型后進(jìn)入高壓室，高壓空氣控制在15倍的大氣壓，持續(xù)45分鐘后迅速減壓I分鐘至常壓獲得基體，然后用覆膜機(jī)將外涂物涂覆到基體上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的新型開放微孔分子載體的制備方法，其特征在于，步驟如下所述單螺桿擠出機(jī)的各分區(qū)溫度為一區(qū)170°C，二區(qū)175°C，三區(qū)185°C，四區(qū)195°C;所述雙螺桿擠出機(jī)的各分區(qū)溫度一區(qū)180°C，二區(qū)185°C，三區(qū)190°C，四區(qū)190°C。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的新型開放微孔分子載體的制備方法，其特征在于，單螺桿造粒后加入發(fā)泡劑的同時(shí)加入內(nèi)容物，然后投入雙螺桿擠出機(jī)擠壓成型。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型開放微孔分子載體，有兩種形式。一種為內(nèi)容物式開放微孔分子載體，另一種為外涂式開放微孔分子載體。分子載體的制備方法是先制備開放微孔基體，然后加入內(nèi)容物和外涂物。本發(fā)明通過科學(xué)合理的配比設(shè)計(jì)，提高淀粉和聚烯烴或淀粉和三元共聚物的相容性，幫助達(dá)到過濾、附著、吸附等使用功能的開放微孔分子載體，該開放微孔分子載體可以填充分子級(jí)別的內(nèi)容物或半嵌入分子級(jí)別的懸掛物，也可以將外涂物進(jìn)行膜交聯(lián)。
文檔編號(hào)B01D39/14GK102935354SQ201210164968
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者高巍 申請(qǐng)人:高巍