PMC-新型抗菌貓砂可行性報(bào)告0001

型抗菌貓砂的制備可行性報(bào)告材料工程系王啟強(qiáng)、楊娟材料工程系王啟強(qiáng)、楊娟1、爭(zhēng)辯背景寵物飼養(yǎng)在經(jīng)濟(jì)興旺國(guó)家已經(jīng)相當(dāng)普及并受到廣泛重視，即使在進(jìn)展中國(guó)家和地區(qū)如中國(guó)，由于消費(fèi)水平和經(jīng)濟(jì)力量的提高，飼養(yǎng)寵物也正在成為一種時(shí)尚并為越來(lái)越多的人所寵愛(ài)。隨著寵物飼養(yǎng)的普及和人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量日益重視，對(duì)于如何能更好地解決飼養(yǎng)過(guò)程中寵物排泄物造成的環(huán)境污染問(wèn)題，人們提出了更高的要求。貓砂的一般定義為：用于寵物排泄物處理的材料，尤其是用于處理貓的排泄物的材料，也可叫做寵物墊料。有較好的吸水性，一般會(huì)與貓砂盆（或稱(chēng)貓廁所）一并使用，將適量的貓砂倒于貓砂盆內(nèi)，受過(guò)訓(xùn)練的貓當(dāng)需要排泄時(shí)便會(huì)走進(jìn)貓砂盆內(nèi)排泄于其上面；使用貓砂是貓的本能、多數(shù)貓能輕易學(xué)會(huì)使用貓砂。隨著人們飼養(yǎng)寵物類(lèi)別的不斷增加，貓砂還廣泛用于其他寵物飼養(yǎng)中排泄物的處理。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)貓砂進(jìn)展?fàn)庌q的有很多，主要爭(zhēng)辯方向集中在聚團(tuán)型粘土貓砂的制備和型貓砂的研發(fā)上。最初的學(xué)者都集中爭(zhēng)辯膨潤(rùn)土貓砂的制備，但其工藝都相對(duì)簡(jiǎn)潔，比擬有代表性的是張興華等人開(kāi)發(fā)的顆粒膨潤(rùn)土生產(chǎn)方法，其生產(chǎn)步驟為：選擇白色膨潤(rùn)土烘干或者曬干，按重量份每份白色膨潤(rùn)土中參加0.02?0.05份的碳酸鈉,放入雷蒙機(jī)中粉碎,粉碎成100-200目細(xì)粉，再參加份的硅酸鈉液體，參加0.3?0.6份水，攪拌均勻，用擠壓對(duì)輻機(jī)壓成餅，進(jìn)入枯燥機(jī)烘干，使水分W10%,然后進(jìn)展篩分，將0.8mm?4mm的顆粒包裝即可。用該方法生產(chǎn)的顆粒膨潤(rùn)土吸水性好，色澤純白，強(qiáng)度硬，結(jié)塊性能好，雜質(zhì)少，灰分低，可以用作貓砂使用，也可以用作防水、防滲材料。此外，吉林學(xué)者慕碩林也提出了利用九臺(tái)膨潤(rùn)土生產(chǎn)寵物貓砂的方法，與張興華專(zhuān)利中提到的方法差異不大，區(qū)分僅在于貓砂的成型設(shè)備承受螺旋擠壓機(jī)加壓擠出，并在轉(zhuǎn)筒枯燥機(jī)中枯燥。從市場(chǎng)的角度來(lái)看，雖然各種型貓砂都有其各自的優(yōu)點(diǎn)和適用范圍，而且對(duì)環(huán)境保護(hù)和廢棄物再利用有不小的奉獻(xiàn)，但是其原料的來(lái)源和用戶(hù)的需求打算了這些類(lèi)型的貓砂生產(chǎn)規(guī)模都不會(huì)很大。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)展，城市的規(guī)模也將不斷擴(kuò)大，現(xiàn)代人養(yǎng)寵物已經(jīng)成為一個(gè)趨勢(shì)，而城市居住用地的缺乏就導(dǎo)致大多數(shù)的寵物需要和仆人在一起生活，寵物貓砂是必不行少的一種寵物用品。如此之大的需求和規(guī)模以及對(duì)貓砂性能的各方面要求綜合考慮，自然粘土礦物貓砂，尤其是以膨潤(rùn)土為主要原料的寵物貓砂在將來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間還會(huì)是貓砂市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品，人們爭(zhēng)辯的重點(diǎn)主要放在了貓砂的吸水性和結(jié)團(tuán)性以及貓砂原料的環(huán)保上，對(duì)貓砂的除臭性能并沒(méi)有賜予太多的關(guān)注。市場(chǎng)上雖然有很多貓砂提出有除臭性能，但效果都不是很抱負(fù)。2、爭(zhēng)辯意義及目的貓砂作為一種環(huán)保的寵物用品，其需求量隨著人們的生活水平提高不斷增加。現(xiàn)在市場(chǎng)上常見(jiàn)的貓砂產(chǎn)品有很多種，但以膨潤(rùn)土為原料的貓砂產(chǎn)品仍舊占據(jù)著貓砂市場(chǎng)的最大份額。現(xiàn)在市場(chǎng)上貓砂產(chǎn)品（膨潤(rùn)土貓砂）的應(yīng)用指標(biāo)一般要求為：外觀為白色或灰色、彩色或復(fù)合彩色，產(chǎn)品含水率W8%,容重＜0.8,粒度一般在0.5~4mm,吸水率＞340%,結(jié)團(tuán)強(qiáng)度＞800g,崩壞率V5%。國(guó)內(nèi)的膨潤(rùn)土貓砂產(chǎn)品，其吸水性能和結(jié)團(tuán)性能已經(jīng)有了很大的提高，與進(jìn)口貓砂產(chǎn)品不相上下，但在除臭性方面卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于進(jìn)口產(chǎn)品的指標(biāo)，其性能始終沒(méi)有得到改善和進(jìn)展。為了解決國(guó)內(nèi)膨潤(rùn)土貓砂產(chǎn)品除臭性能不佳這一難題，本工程擬承受在貓砂配方中參加吸附氨氮性能優(yōu)良的木質(zhì)素磺酸鹽，并預(yù)先對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)展活化和改性處理。在此根底上，通過(guò)試驗(yàn)爭(zhēng)辯確定貓砂配方和各項(xiàng)造粒工藝參數(shù)，開(kāi)發(fā)出一種型的礦物貓砂，具有優(yōu)良的吸水性、除臭性和結(jié)團(tuán)力量，在各項(xiàng)性能指標(biāo)上均能到達(dá)或者超過(guò)進(jìn)口產(chǎn)品，使貓砂高端產(chǎn)品國(guó)有化，制造經(jīng)濟(jì)效益。本工程從綿陽(yáng)膨潤(rùn)土的礦物學(xué)爭(zhēng)辯開(kāi)頭入手，結(jié)合膨潤(rùn)土的特有性質(zhì)，對(duì)綿陽(yáng)當(dāng)?shù)嘏驖?rùn)土進(jìn)展改性和改型處理，并對(duì)其改性結(jié)果進(jìn)展測(cè)試和表征。在此根底上，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，利用改性后的膨潤(rùn)土作為原料制備寵物貓砂，開(kāi)發(fā)一種型的環(huán)保礦物型貓砂，該產(chǎn)品具有較好的吸水性、長(zhǎng)效除臭性和環(huán)境效應(yīng)。3、技術(shù)路線試驗(yàn)流程稱(chēng)取肯定量的膨潤(rùn)土于三口瓶中，并參加丙烯酸溶液制成肯定濃度的懸浮液，超聲分散肯定時(shí)間后參加木質(zhì)素磺酸鹽高速攪拌，調(diào)整pH值并置于恒溫水浴鍋中恒溫?cái)嚢瑁诘獨(dú)獗Ｗo(hù)下參加適量引發(fā)劑，反響肯定時(shí)間后參加交聯(lián)劑攪拌反響，反響后期參加抗菌離子負(fù)載反響，冷卻至室溫，減壓抽濾，在枯燥箱中烘干，研磨得到膨潤(rùn)土復(fù)合抗菌貓砂。主要試劑與設(shè)備蒸儲(chǔ)水，木質(zhì)素磺酸鈉，硝酸鈾鹽，過(guò)硫酸鉀，氫氧化鈉，無(wú)水三氯化鋁，硼酸，硫酸，碘化鉀，碘化汞，酒石酸鉀鈉，氯化鈉，硝酸銀，氯化鏤，碳酸鈉,甲基橙，甲基紅，乙醇，亞甲基藍(lán)。電子恒溫水浴鍋，永磁直流電動(dòng)攪拌器電機(jī)，超聲分散儀，恒溫枯燥箱，電子天平，三口燒瓶，燒杯，容量瓶，回流冷流管，溫度計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩，紅外光譜儀，掃描電鏡，原子吸取分光光度計(jì)，紫外分光光度計(jì)，熱失重分析儀，X射線衍射儀。中試設(shè)備：10L或者20L反響釜。4性能測(cè)試1）XRD測(cè)試承受X射線衍射（XRD）對(duì)蒙脫土、改性蒙脫土的相組成進(jìn)展定性分析。蒙脫土有序的硅酸鹽片層在是會(huì)消滅相應(yīng)的衍射峰，依據(jù)dOOl峰消滅的位置利用Bragg方程可以計(jì)算出層間距。2dsinB=nA式中：e為半衍射角；A為入射X射線波長(zhǎng)，A=0.154nm;d為層間距。2）吸附力量測(cè)試準(zhǔn)確稱(chēng)取肯定量的硝酸銀溶液，用蒸鐳水溶解后轉(zhuǎn)入容量瓶定容，配制成待測(cè)離子濃度為20mg/L的溶液。參加肯定量的樣品，以200r/min振蕩肯定時(shí)間后，過(guò)濾，濾液用原子吸取分光光度計(jì)測(cè)其吸光度，計(jì)算剩余離子濃度。去除率（％）=￡.Gx100%C0（C-OV吸附容量（mg/g）=Qm式中：Co—吸附前金屬離子濃度（mg/L）；C一吸附后金屬離子濃度（mg/L）；V一吸附溶液體積（mL）；m—吸附劑質(zhì)量。3）構(gòu)造測(cè)試?yán)眉t外光譜法（FTIR）,對(duì)樣品進(jìn)展檢測(cè)，通過(guò)一些鍵的吸取峰強(qiáng)度、位置的變化及峰的消滅，可以反映樣品主要官能團(tuán)，推斷有關(guān)單體是否發(fā)生了聚合反響或變化。4）氨氮吸附測(cè)試氣相色譜儀測(cè)試試樣對(duì)氨氣的吸附力量。5）吸水倍率稱(chēng)取肯定質(zhì)量的樣品于150ml燒杯中，分別參加足量的去離子水，靜置，吸水24H后用120目（孔徑①=0.125mm）標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)篩過(guò)濾，使吸水凝膠在篩網(wǎng)上靜置lOmin至無(wú)自由水滴下，然后稱(chēng)取吸水凝膠的質(zhì)量，按下式計(jì)算吸水倍率：Q（^\g/\（W-W）/Wl/sJ21I式中：Q——吸水倍率；W——枯燥樹(shù)脂的質(zhì)量；W——水凝膠質(zhì)量；126）吸水速率稱(chēng)取肯定質(zhì)量的樣品于150ml燒杯中，參加適量的去離子水，在室溫下（約22℃）、常壓下，每間隔30min,用120目標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)篩過(guò)濾，使吸水凝膠在篩網(wǎng)上靜置lOm