[发明专利]一种聚乙烯吡咯烷酮-二次胶原纤维复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种聚乙烯吡咯烷酮‑二次胶原纤维复合材料及其制备方法和应用。本发明的聚乙烯吡咯烷酮‑二次胶原纤维复合材料包括以下质量份的制备原料：聚乙烯吡咯烷酮：100份；二次胶原纤维：20份～80份；交联剂：1份～5份。本发明的聚乙烯吡咯烷酮‑二次胶原纤维复合材料的制备方法包括以下步骤：1)配制胶原纤维分散液和聚乙烯吡咯烷酮分散液；2)将胶原纤维分散液和聚乙烯吡咯烷酮分散液混合，再加入交联剂，混合均匀后干燥除去溶剂。本发明的聚乙烯吡咯烷酮‑二次胶原纤维复合材料的力学强度高、阻燃性能优异、吸声性能优异，且其制备过程简单、绿色环保，可以用于制备具有阻燃吸声效果的建筑材料。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种聚乙烯吡咯烷酮-二次胶原纤维复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

削匀革屑是一种制革过程中产生的固体废料，主要成分为胶原纤维，其含有重金属铬，处理不当可能会带来严重的环境问题。目前，削匀革屑的处理方法主要包括填埋、焚烧和用作填料。削匀革屑的密度小、压实能力差，填埋不仅需要消耗大量的土地资源，而且削匀革屑中的重金属铬还容易渗透和扩散到土壤中造成土壤污染问题。削匀革屑进行焚烧具有操作简便、技术成本低廉等优点，但焚烧过程中会产生氧化硫、氧化氮等有害气体，且高温灼烧革屑易使三价铬转化为六价铬并富集于灰分中，会增加铬的处理难度。削匀革屑用作橡胶填料可以提高橡塑制品的机械性能和抗油性能，且可以降低橡塑制品的生产成本，但由于削匀革屑和橡胶的极性相差大，易受机械力和化学作用而老化分离，最终会影响橡塑制品的使用寿命。

综上可知，现有的削匀革屑处理方法均存在明显的缺陷，且未能充分实现削匀革屑的资源化回收利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚乙烯吡咯烷酮-二次胶原纤维复合材料及其制备方法和应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种聚乙烯吡咯烷酮-二次胶原纤维复合材料，其包括以下质量份的制备原料：

聚乙烯吡咯烷酮：100份；

二次胶原纤维：20份～80份；

交联剂：1份～5份。

优选的，所述聚乙烯吡咯烷酮的数均分子量为5000g/mol～50000g/mol。

优选的，所述二次胶原纤维的直径为0.1μm～4200μm。

优选的，所述二次胶原纤维由废弃皮革制成。

进一步优选的，所述二次胶原纤维由废弃皮革经过机械法或化学法制成。机械法的原理：采用物理方法提取纤维，先将废弃皮革放入开松装置中进行开松工序，加入一定量的助剂，对废弃皮革进行一定程度的撕裂，加速助剂的渗透和废弃皮革溶胀，提高开纤率，再放入提纤装置中，得到二次胶原纤维；化学法的原理：铬络合物的水解反应平衡在酸性条件下会向解离方向移动，且酸根会与铬离子发生络合作用，可以将胶原纤维中的羧基与铬络合物的结合分开，从而获得二次胶原纤维。

优选的，所述废弃皮革选自天然皮革、代用革中的至少一种。

优选的，所述交联剂选自戊二醛、N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的至少一种。

上述聚乙烯吡咯烷酮-二次胶原纤维复合材料的制备方法包括以下步骤：

1)将二次胶原纤维分散在溶剂中制成胶原纤维分散液，并将聚乙烯吡咯烷酮分散在溶剂中制成聚乙烯吡咯烷酮分散液；

2)将胶原纤维分散液和聚乙烯吡咯烷酮分散液混合，再加入交联剂，搅拌均匀后干燥除去溶剂，即得聚乙烯吡咯烷酮-二次胶原纤维复合材料。

优选的，上述聚乙烯吡咯烷酮-二次胶原纤维复合材料的制备方法包括以下步骤：