一種再生纖維素纖維改性鼠李糖脂乳化瀝青的製備方法與流程
2023-10-22 21:13:32 2
本發明屬於瀝青製備技術領域，具體涉及一種再生纖維素纖維改性鼠李糖脂乳化瀝青的製備方法。
背景技術：
由於瀝青路面平穩、舒適、噪音低等優點，它被廣泛的應用於高速公路的建設當中。然而，隨著軸載和車流量的不斷增加，瀝青路面的早期損壞越來越嚴重，因此，應該通過一些方法調整瀝青混凝土來提高路用性能。在這些瀝青混凝土的改性劑中，纖維因其良好的改善作用及其結構簡單、成本低的優點已經獲得越來越多的關注。而目前關於纖維改性瀝青的研究，還有待進一步發展，特別是在提高瀝青的機械性能及與纖維相容性等方面。
技術實現要素：
根據現有技術中存在的問題，本發明提供了一種具有良好的機械性能及纖維相容性的再生纖維素纖維改性鼠李糖脂乳化瀝青的製備方法。
本發明採用以下技術方案：
一種再生纖維素纖維改性鼠李糖脂乳化瀝青的製備方法，包括以下步驟：
步驟一：稱取0.2g殼聚糖，溶於40ml去離子水中，配製質量體積比為20％的殼聚糖溶液，另加入0.32g氯化鈉晶體及0.5ml冰醋酸，調節ph至5.0混合攪拌均勻得殼聚糖溶液；稱取0.2g藻酸鹽，溶於40ml去離子水中，配製質量體積比為20％的藻酸鹽溶液，另加入0.32g氯化鈉晶體，攪拌至充分溶解得藻酸鹽溶液；
步驟二：稱取棉短絨5g，將其溶解在氫氧化鋰/尿素水溶液中，配製成質量濃度4％的纖維素溶液，並加入殼聚糖溶液及藻酸鹽溶液，其中氫氧化鋰/尿素水溶液是採用氫氧化鋰8.76g、尿素12g及水79.24g配製而成；混合溶液充分攪拌均勻、過濾、靜置24h，得再生纖維素纖維紡絲液；
步驟三：用溼法紡絲設備對再生纖維素纖維紡絲液進行紡絲，經過噴絲板進入凝固浴，然後經凝固浴凝固、水浴拉伸、水洗後得到再生纖維素纖維，將再生纖維素纖維脫水後放置於50℃的烘箱中乾燥10h；
步驟四：銅綠假單胞菌接種於斜面培養基上，置於培養箱中，培養溫度37℃，培養24h；
步驟五：將斜面培養基上的菌落接到種子培養基，37℃、搖床轉速200r·min-1，培養24h；
步驟六：利用接種針將種子培養基上的菌落輕刮進裝有50l生理鹽水的容器中，置於搖床中震蕩30min後，用塞有無菌脫脂棉的漏鬥過濾，吸取10ml濾液於無菌培養皿中，採用常壓室溫等離子體誘變處理2min，然後利用生理鹽水稀釋至8％(v/v)，將稀釋液均勻塗布於平板培養基上，37℃下，平板培養4d；
步驟七：挑取平板培養基上的菌落置於發酵培養基中，並於37℃、250rpm的搖床中培養4天後，得發酵液；
步驟八：取發酵液，在25℃、10000rpm的條件下離心處理3min，用移液槍吸取上清液到容器中，再加入5倍體積的乙酸萃取，用旋渦振蕩器混勻，靜置24h後，將上層有機相抽提到容器中，並將其放入通風廚中待乙醚揮發完全，得鼠李糖脂；
步驟九：將高分子共聚物sbs、萜烯樹脂、增塑劑dbp、芳烴油、再生纖維素纖維、鼠李糖脂按照質量比11:21:4:9:3:1加入反應容器中，採用常壓室溫等離子體誘變處理3min，並在150℃溫度下攪拌混合20分鐘；
步驟十：通過剪切機對反應容器內的混合物進行剪切，在整個剪切過程中控制溫度在150℃-160℃，剪切機的轉速保持3500r/min，剪切5-10min，當高分子共聚物sbs呈細小顆粒均勻分布在芳烴油中時，把剪切機的轉速提升到6500r/min快速剪切20min，直至高分子共聚物sbs充分溶解在芳烴油中為止；
步驟十一：待各組分溶解充分後，停止剪切，將混合溶液連同反應容器一同放進烘箱，在170℃條件下恆溫發育2h，即得瀝青。
優選的，所述的斜面培養基為牛肉膏蛋白腖瓊脂培養基，包含：牛肉膏3g/l、蛋白腖10g/l、氯化鈉5g/l、瓊脂20g/l。
優選的，所述的發酵培養基包含：k2hpo44g/l、kh2po44g/l、kcl1g/l、nano32.5g/l、nacl1g/l、cacl2·2h2o0.1g/l，mgso40.2g/l，酵母粉1g/l，甘油30v/v。
優選的，所述的平板培養基包含：葡萄糖20g/l、硝酸銨2.5g/l、酵母膏0.05g/l、磷酸二氫鉀10g/l、磷酸氫二鈉4g/l、瓊脂20g/l。
優選的，所述的種子培養基包含：naclg/l，胰蛋白腖10g/l，酵母粉5g/l。
本發明的有益效果在於：
1)再生纖維素纖維改性，可以提高瀝青的物理機械性能。
2)鼠李糖脂具有較強的表面活性和乳化能力，能被生物完全降解，對環境友好。
3)採用本發明製備的瀝青，乳化效果好、穩定性好，具有良好的降濾失性和抑制性。
4)採用等離子體作為誘變劑，對銅綠假單胞菌菌株進行誘變處理，獲得鼠李糖脂的產量更高。
5)採用等離子體對再生纖維素纖維及其他材料進行預處理，以增強纖維與瀝青的相容性和兩相成分的結合強度。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。
實施例1
一種再生纖維素纖維改性鼠李糖脂乳化瀝青的製備方法，包括以下步驟：
步驟一：稱取0.2g殼聚糖，溶於40ml去離子水中，配製質量體積比為20％的殼聚糖溶液，另加入0.32g氯化鈉晶體及0.5ml冰醋酸，調節ph至5.0混合攪拌均勻得殼聚糖溶液；稱取0.2g藻酸鹽，溶於40ml去離子水中，配製質量體積比為20％的藻酸鹽溶液，另加入0.32g氯化鈉晶體，攪拌至充分溶解得藻酸鹽溶液；
步驟二：稱取棉短絨5g，將其溶解在氫氧化鋰/尿素水溶液中，配製成質量濃度4％的纖維素溶液，並加入殼聚糖溶液及藻酸鹽溶液，其中氫氧化鋰/尿素水溶液是採用氫氧化鋰8.76g、尿素12g及水79.24g配製而成；混合溶液充分攪拌均勻、過濾、靜置24h，得再生纖維素纖維紡絲液；
步驟三：用溼法紡絲設備對再生纖維素纖維紡絲液進行紡絲，經過噴絲板進入凝固浴，然後經凝固浴凝固、水浴拉伸、水洗後得到再生纖維素纖維，將再生纖維素纖維脫水後放置於50℃的烘箱中乾燥10h；
步驟四：銅綠假單胞菌接種於斜面培養基上，置於培養箱中，培養溫度37℃，培養24h；
步驟五：將斜面培養基上的菌落接到種子培養基，37℃、搖床轉速200r·min-1，培養24h；
步驟六：利用接種針將種子培養基上的菌落輕刮進裝有50l生理鹽水的容器中，置於搖床中震蕩30min後，用塞有無菌脫脂棉的漏鬥過濾，吸取10ml濾液於無菌培養皿中，採用常壓室溫等離子體誘變處理2min，然後利用生理鹽水稀釋至8％(v/v)，將稀釋液均勻塗布於平板培養基上，37℃下，平板培養4d；
步驟七：挑取平板培養基上的菌落置於發酵培養基中，並於37℃、250rpm的搖床中培養4天後，得發酵液；
步驟八：取發酵液，在25℃、10000rpm的條件下離心處理3min，用移液槍吸取上清液到容器中，再加入5倍體積的乙酸萃取，用旋渦振蕩器混勻，靜置24h後，將上層有機相抽提到容器中，並將其放入通風廚中待乙醚揮發完全，得鼠李糖脂；
步驟九：將高分子共聚物sbs、萜烯樹脂、增塑劑dbp、芳烴油、再生纖維素纖維、鼠李糖脂按照質量比11:21:4:9:3:1加入反應容器中，採用常壓室溫等離子體誘變處理3min，並在150℃溫度下攪拌混合20分鐘；
步驟十：通過剪切機對反應容器內的混合物進行剪切，在整個剪切過程中控制溫度在150℃-160℃，剪切機的轉速保持3500r/min，剪切5-10min，當高分子共聚物sbs呈細小顆粒均勻分布在芳烴油中時，把剪切機的轉速提升到6500r/min快速剪切20min，直至高分子共聚物sbs充分溶解在芳烴油中為止；
步驟十一：待各組分溶解充分後，停止剪切，將混合溶液連同反應容器一同放進烘箱，在170℃條件下恆溫發育2h，即得瀝青。
所述的斜面培養基為牛肉膏蛋白腖瓊脂培養基，包含：牛肉膏3g/l、蛋白腖10g/l、氯化鈉5g/l、瓊脂20g/l。
所述的發酵培養基包含：k2hpo44g/l、kh2po44g/l、kcl1g/l、nano32.5g/l、nacl1g/l、cacl2·2h2o0.1g/l，mgso40.2g/l，酵母粉1g/l，甘油30v/v。
所述的平板培養基包含：葡萄糖20g/l、硝酸銨2.5g/l、酵母膏0.05g/l、磷酸二氫鉀10g/l、磷酸氫二鈉4g/l、瓊脂20g/l。
所述的種子培養基包含：naclg/l，胰蛋白腖10g/l，酵母粉5g/l。
將本發明實施例1製得的瀝青和市面上的其他陰離子乳化瀝青的儲存穩定性對比結果見下表1，存儲時間為5天。
表1