改性黄腐酸、改性黄腐酸复合材料及制备方法和应用

一、基本信息

1. 专利号：ZL201810638047.9 .

2. 发明人：甄卫军、刘攀余、徐晓康。

3.专利权人：新疆大学。

4. 授权时间：2020 年4 月14 日。

5.技术领域：本发明涉及聚乳酸复合材料技术领域，是一种改性黄腐酸、改性黄腐酸复合材料及制备方法和应用。

二、发明内容

本发明改性黄腐酸，原料包括黄腐酸、碳酸氢铵、N，N-二甲基甲酰胺、氯化钴和硼酸。通过采用本发明所得到的改性黄腐酸、聚乳酸树脂和增塑剂等进行均匀混合得到混合原料，然后混合原料在170 ℃至190 ℃的挤出温度下得到聚乳酸/改性黄腐酸复合材料。该复合材料较现有纯聚乳酸材料在力学性能（冲击强度）和耐热性能、结晶性能等方面有显著提高，从而拓展了聚乳酸复合材料的应用领域。另外，本发明对于含黄腐酸的风化煤资源高附加值开发具有重要推动意义。

三、背景技术

聚乳酸（Polylactic acid）高分子材料，不仅在自然环境中可以自然降解，而且在生物体内也可以降解，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。但是聚乳酸因结晶速度缓慢导致其存在致命的缺陷，诸如质脆、力学性能差且热稳定性较差等。基于聚乳酸材料的不足，使其应用领域受到限制。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。为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。

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形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腐植酸的其他组分，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、食品等方面有广泛应用。由于黄腐酸含有大量含氧活性官能团，如羧基、酚羟基、醌基、醇羟基等，本发明根据黄腐酸的结构特点进行分子设计，以黄腐酸为原料制备改性黄腐酸，并以其为加工助剂应用于聚乳酸复合材料，通过改性黄腐酸对聚乳酸进行结晶改性实现对聚乳酸的改性，并显著提高聚乳酸材料的性能。因此本发明提供了一种改性黄腐酸、聚乳酸/改性黄腐酸复合材料及其制备方法和制品，能有效解决现有聚乳酸材料存在力学性能和热稳定性较差的问题。

发明人简介：甄卫军，男，1969 年生，甘肃省通渭县人，九三学社社员，博士，新疆大学化学化工学院教授/博士生导师。主要研究方向：腐植酸化学及应用，化工新材料，非金属矿产开发及利用。电话 ：0991-8582881，13699352946；邮箱：zhenweijun6900@163.com。