新型环保骨胶制备及吸附性能的研究

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骨胶是一种可生物降解的天然高分子,它来源于胶原蛋白,是环境友好型的胶粘材料,将其溶于水则具有较高的粘接强度。溶剂的改变容易导致骨胶分子结构的改变,且骨胶分子链上的多种活性基团能与多种物质发生反应。本文针对骨胶贮存期短、力学性能及疏水性能较差等缺点,对骨胶进行改性研究;同时对骨胶与甲醛、苯酚的吸附作用进行研究,并初步应用一、二级吸附动力学模型对其吸附动力学特征、吸附机理进行探讨。主要研究内容和结果如下。本文首先研究了混合酸(盐酸和柠檬酸)及戊二醛对骨胶的改性作用。采用旋转黏度计、万能材料试验机、扫描电镜(SEM)、接触角测量仪、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)与热重分析仪(TGA)对改性骨胶进行测试与表征。研究了混合酸中柠檬酸的体积分数、水解时间、水解温度以及戊二醛用量等因素对骨胶性能的影响(以改性骨胶凝固点和黏度作为考核指标),选出制备新型改性骨胶的最佳条件。结果表明:m(骨胶)=25g、V(水)=50mL时,最佳工艺条件为25mL的混合酸中φ(柠檬酸)=0.07%、酸解时间35min、酸解温度65℃和V(0.5%戊二醛)=1.5mL;由此制成骨胶粘合剂的凝固点为0℃、黏度为1780mPa.s、剪切强度为1.67MPa、开胶时间为3.5h、适用期为90d,并且具有良好的热稳定性。研究改性骨胶的甲醛吸附量与吸附温度、吸附时间之间的关系,并初步应用一、二级吸附动力学模型对甲醛吸附曲线进行拟合,探讨甲醛吸附动力学特征及吸附机理。结果表明:吸附温度55℃、吸附时间7h,此条件下改性骨胶的甲醛吸附量相对较大,达56.1mg.g-1;该改性骨胶的吸附动力学曲线符合一、二级吸附动力学模型,甲醛吸附过程既包括物理吸附,又包括化学吸附。在此基础上,又研究了改性骨胶与苯酚的吸附作用。探讨该改性骨胶对苯酚吸附量与苯酚浓度、吸附温度及吸附时间之间的关系,并初步应用一、二级吸附动力学模型对苯酚吸附曲线进行拟合,探讨苯酚吸附动力学特征及吸附机理。结果表明:当苯酚浓度为150mg.L-1、吸附温度为35℃、吸附时间为2h,此条件下改性骨胶对苯酚吸附量相对较大,达1.503mg.g-1;该改性骨胶的吸附动力学曲线符合一、二级吸附动力学模型,吸附过程既包括物理吸附,又包括化学吸附。
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