本申請(qǐng)屬于橡膠材料，尤其涉及一種可生物降解橡膠纖維素納米晶復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、完成橡膠納米復(fù)合材料從來(lái)源可再生到產(chǎn)物可降解的全降解歷程，同時(shí)具備優(yōu)異的綜合性能，是未來(lái)橡膠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。

2、但是，現(xiàn)有的改性工藝不僅存在各種技術(shù)弊端，而且只實(shí)現(xiàn)了非極性橡膠的復(fù)合材料，對(duì)于改性工藝條件、助劑選擇等均不完全適用于可降解聚酯橡膠等極性橡膠。因此，需要開(kāi)發(fā)新的制備工藝以提高橡膠復(fù)合材料的綜合性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)公開(kāi)了一種可生物降解橡膠纖維素納米晶復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用，旨在解決現(xiàn)有極性聚酯橡膠復(fù)合材料的力學(xué)性能差、無(wú)法生物降解的技術(shù)問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)的技術(shù)方案是：

3、本申請(qǐng)的第一方面提供了一種可生物降解橡膠纖維素納米晶復(fù)合材料，其制備原料包括按重量組成計(jì)：

4、聚酯橡膠100份；

5、改性纖維素納米晶5-60份；

6、硫化劑0.2-3.0份；

7、抗水解劑0.1-2.0份；

8、增塑劑2-5份；

9、抗氧劑0.5-5.0份。

10、結(jié)合第一方面優(yōu)選地，所述聚酯橡膠數(shù)均分子量為40-80kg/mol，重均分子量為130-160kg/mol。

11、結(jié)合第一方面優(yōu)選地，所述改性纖維素納米晶為采用馬來(lái)酸酐、肉桂酸、松香酰氯、辛酸亞錫和2,4-甲苯二異氰酸酯、酚胺、檸檬酸、(3-巰基丙基)三甲氧基硅氧烷、己酸酐、kh570中的一種對(duì)纖維素納米晶進(jìn)行改性處理。

12、結(jié)合第一方面優(yōu)選地，所述硫化劑為過(guò)氧化二異丙苯或2,4-二叔丁基過(guò)氧化異丙苯中的一種；

13、和/或，所述抗水解劑為碳化二亞胺、異氰酸酯類(lèi)、噁唑啉類(lèi)化合物、環(huán)氧化合物中的一種或幾種。

14、結(jié)合第一方面優(yōu)選地，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯、環(huán)己烷-1,2-二甲酸二異壬基酯、對(duì)苯二甲酸二乙基己酯、己二酸二(2-乙基己基)酯、乙酰檸檬酸三丁酯中的一種或幾種；

15、和/或，所述抗氧劑為4,4’-二辛基二苯胺、n-異丙基-n’-苯基對(duì)苯二胺、2,2,4-三甲基-1,2-二氫喹啉中的一種或幾種。

16、本申請(qǐng)的第二方面提供了第一方面所述的可生物降解橡膠纖維素納米晶復(fù)合材料的制備方法，所述方法包括：

17、將聚酯橡膠加入乳化劑水溶液進(jìn)行乳化，加入改性纖維素納米晶水懸浮液混合，經(jīng)冷凍干燥，加入硫化劑、抗水解劑、增塑劑、抗氧劑進(jìn)行混煉，經(jīng)硫化處理，得到所述可生物降解橡膠纖維素納米晶復(fù)合材料。

18、本申請(qǐng)的第三方面提供了第一方面所述的可生物降解橡膠纖維素納米晶復(fù)合材料的制備方法，所述方法包括：

19、將聚酯橡膠加入乳化劑水溶液進(jìn)行乳化，加入改性纖維素納米晶水懸浮液混合，加入絮凝劑、硫化劑、抗水解劑、增塑劑、抗氧劑進(jìn)行混煉，經(jīng)硫化處理，得到所述可生物降解橡膠纖維素納米晶復(fù)合材料。

20、結(jié)合第二方面或第三方面優(yōu)選地，所述乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、油酸鈉、油酸鉀、松香酸鈉、脫水山梨醇單月桂酸酯、脫水山梨醇單棕櫚酸酯、脫水山梨醇單硬脂酸酯、脫水山梨醇單油酸脂、脫水山梨醇三硬脂酸酯、脫水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯脫水山梨醇單月桂酸酯、聚氧乙烯脫水山梨醇單棕櫚酸酯、聚氧乙烯脫水山梨醇單硬脂酸酯、聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯、聚氧乙烯脫水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯脫水山梨醇三油酸酯、失水山梨醇三油酸酯、失水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇六硬脂酸酯中的一種或幾種；

21、和/或，所述乳化劑的加入量占聚酯橡膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的3wt％-20wt％。

22、結(jié)合第三方面優(yōu)選地，所述絮凝劑為cacl2，nacl中的一種或其組合。

23、本申請(qǐng)的第四方面提供第二方面或第三方面所述的可生物降解橡膠纖維素納米晶復(fù)合材料在制備橡膠產(chǎn)品中的應(yīng)用。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)或有益效果至少包括：

25、本申請(qǐng)?zhí)峁┑目缮锝到庀鹉z纖維素納米晶復(fù)合材料的制備原料包括聚酯橡膠、改性纖維素納米晶、硫化劑、抗水解劑、增塑劑、抗氧劑反應(yīng)制得，一方面，基于改性纖維素納米晶與聚酯橡膠主鏈酯基間的氫鍵作用，能夠在復(fù)合材料中形成了強(qiáng)纖維素納米晶-纖維素納米晶、纖維素納米晶-生物基聚酯橡膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能夠大幅提升復(fù)合材料的力學(xué)性能上模量，進(jìn)而賦予復(fù)合材料優(yōu)異的力學(xué)性能，同時(shí)，在施加外力時(shí)首先被解離耗散部分能量，而完善的填料網(wǎng)絡(luò)能夠起到良好的應(yīng)力傳遞作用，賦予復(fù)合材料優(yōu)異的拉伸性能和抗沖擊性能；另一方面，纖維素納米晶-生物基聚酯橡膠網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了填料與基體之間更為牢靠的結(jié)合，使得填料的增強(qiáng)效果更為持久，進(jìn)而提高該復(fù)合材料的穩(wěn)定性；第三方面，能夠使得該復(fù)合材料從來(lái)源可再生到產(chǎn)物可降解的全降解歷程。

技術(shù)特征：

1.一種可生物降解橡膠纖維素納米晶復(fù)合材料，其特征在于，其制備原料包括按重量組成計(jì)：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可生物降解橡膠纖維素納米晶復(fù)合材料，其特征在于，所述聚酯橡膠的數(shù)均分子量為40-80kg/mol，重均分子量為130-160kg/mol。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可生物降解橡膠纖維素納米晶復(fù)合材料，其特征在于，所述改性纖維素納米晶為采用馬來(lái)酸酐、肉桂酸、松香酰氯、辛酸亞錫和2,4-甲苯二異氰酸酯、酚胺、檸檬酸、(3-巰基丙基)三甲氧基硅氧烷、己酸酐、kh570中的一種對(duì)纖維素納米晶進(jìn)行改性處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可生物降解橡膠纖維素納米晶復(fù)合材料，其特征在于，所述硫化劑為過(guò)氧化二異丙苯或2,4-二叔丁基過(guò)氧化異丙苯中的一種；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可生物降解橡膠纖維素納米晶復(fù)合材料，其特征在于，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯、環(huán)己烷-1,2-二甲酸二異壬基酯、對(duì)苯二甲酸二乙基己酯、己二酸二(2-乙基己基)酯、乙酰檸檬酸三丁酯中的一種或幾種；

6.一種根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的可生物降解橡膠纖維素納米晶復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

7.一種根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的可生物降解橡膠纖維素納米晶復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的可生物降解橡膠纖維素納米晶復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、油酸鈉、油酸鉀、松香酸鈉、脫水山梨醇單月桂酸酯、脫水山梨醇單棕櫚酸酯、脫水山梨醇單硬脂酸酯、脫水山梨醇單油酸脂、脫水山梨醇三硬脂酸酯、脫水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯脫水山梨醇單月桂酸酯、聚氧乙烯脫水山梨醇單棕櫚酸酯、聚氧乙烯脫水山梨醇單硬脂酸酯、聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯、聚氧乙烯脫水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯脫水山梨醇三油酸酯、失水山梨醇三油酸酯、失水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇六硬脂酸酯中的一種或幾種；

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可生物降解橡膠纖維素納米晶復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述絮凝劑為cacl2，nacl中的一種或其組合。

10.一種根據(jù)權(quán)利要求6-9任一所述制備方法制成的可生物降解橡膠纖維素納米晶復(fù)合材料在制備橡膠產(chǎn)品中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種可生物降解橡膠纖維素納米晶復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用，屬于橡膠材料技術(shù)領(lǐng)域。本申請(qǐng)?zhí)峁┑目缮锝到庀鹉z纖維素納米晶復(fù)合材料其制備原料包括聚酯橡膠、改性纖維素納米晶、硫化劑、抗水解劑、增塑劑、抗氧劑反應(yīng)制得，通過(guò)在聚酯橡膠加入乳化劑水溶液進(jìn)行乳化，加入改性纖維素納米晶水懸浮液混合，經(jīng)冷凍干燥或加入絮凝劑，加入硫化劑、抗水解劑、增塑劑、抗氧劑進(jìn)行混煉，經(jīng)硫化處理得到。通過(guò)控制各原料的組成，能夠改善極性聚酯性橡膠的力學(xué)性能，實(shí)現(xiàn)橡膠納米復(fù)合材料從來(lái)源可再生到產(chǎn)物可降解的全降解歷程，在制備橡膠產(chǎn)品中具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：康海瀾,張笑,王朝,張奇男,徐詳明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：黃埔綠色先進(jìn)材料技術(shù)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21