申请日1985.04.03
公开(公告)日1986.10.01
IPC分类号C08H1/02; C08L89/00; C08K13/02; C02F11/12
摘要
本发明用剩余活性污泥制蛋白质塑料属环境科学综合利用技术领域，为剩余活性污泥的最终处置，提供了一条理想的途径。
脱水后的剩余活性污泥制蛋白质树脂加工成粉状塑料，再模压成型，得各种制品。
主要技术特征：
冲击强度(无缺口)2公斤·厘米/厘米2
绝缘强度9.35千伏/毫米
用途：
可模压成低冲击强度的塑料制品。
権利要求書
1、脱水后的剩余活性污泥制蛋白质树脂加工成粉状塑料，模压成型，其特征在于：
a.脱水后的剩余活性污泥的含水率、有机物含量、蛋白质含量;
B.蛋白质树脂的调制是在碱性催化剂反应条件下进行的;
c.经干燥后，块状蛋白质树脂的含水率;
d.制造塑料粉的配方及混炼温度与时间;
e.制品压制温度与时间。
2、根据权利要求1、a所述条件，其特征是脱水后的剩余活性污泥的含水率85%左右，有机物含量70%以上，蛋白质含量30%以上(凯氏定氮法)。
3、根据权利要求1、b所述条件，其特征是：将87份剩余活性污泥、9份甲醛(工业级)分别投入反应釜(图1)，进行搅拌(搅拌器转速约100转/分)，再加入4份氨水(工业级)，调节PH值至8，通蒸汽升温至50℃左右时，停止加热，反应温度会继续上升至55℃～60℃，控制在60℃以下，维持搅拌反应120分钟后出料。
4、根据权利要求1、c所述条件，其特征是：经干燥后块状蛋白质树脂的含水率17%左右。
5、根据权利要求1、d所述条件，其特征是：
改性的生产配方 未改性的生产配方
粉状蛋白质树脂 50 70
酸性酚醛树脂 20 /
木粉 25 25
六次甲基四胺 2 2
硬脂酸钡 2 2
氧化锌 1 1
颜料 适量 适量
混炼温度与时间 85±5℃/3～5分钟
6、根据权利要求1.e所述条件，其特征是：
模具温度 单位压力 保持时间
(℃) (公斤/厘米2) (分钟/毫米厚)
130±5 >250 1.5～2
说明书
本发明属环境科学综合利用技术领域。可以从污水生化处理排放的剩余活性污泥综合利用和蛋白质塑料的有关文献中检索、引证反映该项技术的文件。发明该项技术的目的在于综合利用剩余活性污泥，治理环境污柒，化害为利。
一、剩余活性污泥制蛋白质塑料的原理
剩余活性污泥制蛋白质塑料，主要是利用剩余活性污泥微生物细胞中的原生质，以及分泌的酶等球蛋白的变性作用，使蛋白质盐类在外界的条件下，分子逐渐交联增大，从线状结构逐渐形成网状结构，随着网状结构的发生与发展，再形成网络和网架，逐步凝胶，直至在一定的温度和压力下固化成型。微生物细胞的细胞壁等纤维蛋白以及污泥中的泥渣等作为一部份填充料使用，不再另行分离。
二、剩余活性污泥制蛋白质塑料的工艺过程
用剩余活性污泥制蛋白质塑料的工艺过程由蛋白质树脂的制造、塑料粉的制造、模压成型三部份组成。
工艺流程如附图。
§1 蛋白质树脂的制造
1、原料及其规格
(1)剩余活性污泥
脱水后的剩余活性污泥含水85%左右，有机物含量在70%以上，经凯氏定氮法分析∶纺织、印柒行业的活性污泥含蛋白质30%;石化行业活性污泥含蛋白质30～45%，其它行业的活性污泥含蛋白质30%以上。
(2)甲醛
工业级，浓度为40%的水溶液。
(3)氨水
工业级，浓度为35%左右。
2、蛋白质树脂的制造方法
剩余活性污泥制蛋白质树脂的生产过程由树脂的调制、干燥、粉碎与筛分四道工序组成。
(1)树脂的调制
剩余活性污泥调制蛋白树脂是在碱性催化剂反应的条件下进行的。将87份剩余活性污泥、9份甲醛分别投入反应釜(图1)，进行搅拌(搅拌器转速约100转/分)，再加入4份氨水，调节PH值至8，通蒸汽升温至50℃左右时，停止加热，反应温度会继续上升至55℃～60℃，控制在60℃以下，维持搅拌反应120分钟后出料至盛器(图2)，得糊状反应生成物，此生成物即为蛋白质树脂。
(2)干燥
将糊状蛋白质树脂倾入搪瓷盘中，用料车(图3)将盛有蛋白质树脂的搪瓷盘送至干燥，置入烘箱(图4)在90℃条件下干燥 到含水17%左右的块状蛋白质树脂。
(3)粉碎与筛分
用球磨机(图5)将块状蛋白质树脂进行粉碎，再过80目振动筛(图6)进行筛分，制成粉状蛋白质树脂。
§2 塑料粉的制造
1、配方设计
(1)填料量的确定
配方 Ⅰ Ⅱ
粉状蛋白质树脂 85 70
木粉(填料) 9 25
六次甲基四胺 3 2
硬脂酸钡 2 2
氧化锌 1 1
颜料 适量 适量
按上述两配方制成的试件其静曲强度(平均值)是：
配方 Ⅰ 72公斤/厘米2
配方 Ⅱ 220公斤/厘米2
因此，选定配方Ⅱ为基本配方，填料是以25份为宜，配方Ⅱ的冲击强度、比重和电性能如下：
冲击强度(无缺口) 1.32公斤厘米/厘米2
比重 15
表面电阻系数 8.74×1012欧姆
体积电阻系数 2.26×1012欧姆.厘米
绝缘强度 10.40千伏/毫米
注：比重由本所测试，其它各项均系上海市塑料研究所测试。
根据上述，配方Ⅱ的电性能虽好，但韧性较差，且试件和制品具有一定的异味(类似鱼腥味)，必须放置一段时间后才能消失，为了克服这些缺陷，进一步提高制品的性能，在配方Ⅱ的基础上，掺入一部分酸性酚醛树脂，加以改性。
(2)酸性酚醛树脂添加量的选择
分别以添加酸性酚醛树脂0份、10份、20份、30份作对照试验。
试验结果表明，随着酸性酚醛树脂添加量的增加，静曲强度逐渐上升。添加量为20份时，静曲强度上升最高，并且制品无异味。其它质量指标也有明显提高，故选定20份为宜。
(3)配方的确定
根据填料与酸性酚醛树脂添加量的选择，生产配方确定如下：
粉状蛋白质树脂 50
酸性酚醛树脂 20
木粉 25
六次甲基四胺 2
硬脂酸钡 2
氧化锌 1
颜料 适量
2、塑料粉的制造方法
将生产配方的配料在球磨机(图7)中混合，再经双辊筒炼塑机(图8)加热混炼。蛋白质树脂受热后与填料等粉料充分混匀，并使树脂进一步缩合，要求既有流动性，又缩短相互的固化时间，必须掌握混炼的温度和时间(85±5℃/3～5分钟)辊压后，经球磨机(图9)粉碎，过40目筛(图10)，即得塑料粉，再将得到的各批塑料粉一起混匀后包装。
§3 模压成型
1、模压过程和操作方法
蛋白质塑料制品采用模压成型加工，即将蛋白质塑料粉放入塑模，置于热压机中(图11)压制成型。塑模按照制品的形状与要求进行设计。
模压可分为加料、闭模、排气、固化、脱模与模具清理等六道工序。
(1)加料
在模具内加入模压制品所需重量的蛋白质塑料粉为加料。加入模具中的塑料粉在型腔内要堆放均匀，宜堆成中间稍高的形式，以避免造成制品局部疏松的现象以及便于操作过程中空气的排出。
(2)闭模
加完料就进行闭模，当阳模未触及蛋白质塑料前，应尽量使速度加快，借以缩短模压周期，阳模触及蛋白质塑料后，速度即进行性放慢，以便模内的气体排出和避免料的溢出。总的原则是不使阴阳模在闭合中途形成不恰当的高压。
(3)排气
在模具闭合后，需慢慢稍微降压，将塑模松动少许时间，以便排出其中的气体，这一操作即为排气。排气不但可以缩短固化时间，而且有利于制品性能和表现质量的提高。通常排气次数和时间按物料厚度而定，制品厚度在5毫米左右，一般需要排气一至二次，每次时间几秒至几十秒。
(4)固化
蛋白质塑料属热固性，需在规定的模塑温度下保持一段时间进行固化，以待其性能达到最佳为度。蛋白质塑料固化时间主要决定于制品厚度。例如试验用配方Ⅱ测得：
长条试件厚度(毫米) 固化时间(分钟) 静曲强度(公斤/厘米2)
10 6 120
10 15～20 220
(5)脱模
固化完毕后使制品与塑模分开的操作为脱模。如制品太厚，在脱模前最好缓慢冷却(压力不变)，以免突然冷却使制品翘曲。
(6)塑模的清理
脱模后，需将模具内清洗干净，以便再用。
2、模压工艺条件
试验取得模压条件如下：
(1)标准试件压制条件
试件名称 模具温度 单位压力 保持时间
(℃) (公斤/厘米2) (分钟)
长条 120±5 300 20
园片 110±5 300 10
(2)制品压制条件
模具温度 单位压力 保持时间
(℃) (公斤/厘米2) (分钟/毫米厚)
130±5 >250 1.5～2
三、剩余活性污泥蛋白质塑料的性能和用途