本發(fā)明涉及包裝廢棄物回收再利用和聚氨酯材料制備，更具體地說(shuō)，涉及一種乙基纖維素改善基于再生二元醇的聚氨酯彈性體力學(xué)性能的制備方法。

背景技術(shù)：

1、廢棄聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(pet)是一個(gè)常見(jiàn)的塑料廢棄物，它的回收利用一直備受關(guān)注。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)廢塑料的回收處理方式主要有填埋、能量回收(焚燒)、物理回收利用和化學(xué)回收利用。只有經(jīng)過(guò)物理回收利用和化學(xué)回收利用才能實(shí)現(xiàn)“塑料原料—塑料制品—消費(fèi)—再生塑料”的全生命周期閉環(huán)循環(huán)。物理回收工藝較為簡(jiǎn)單，一般可以接受市面上絕大部分常見(jiàn)塑料。但是經(jīng)過(guò)物理回收后產(chǎn)出的塑料通常為低值塑料，且塑料在多次物理回收后性能會(huì)降低，因此很難做到無(wú)限次物理回收，且物理回收的應(yīng)用場(chǎng)景受到多種限制。化學(xué)回收主要是將塑料中的高分子碳鏈轉(zhuǎn)化為小分子，產(chǎn)生燃油、化工產(chǎn)品、電力或者其他產(chǎn)品。化學(xué)回收是將廢棄pet塑料瓶提取成高價(jià)值單體的最具商業(yè)價(jià)值的方法，典型的化學(xué)回收方法有糖酵解、甲醇解、氨解、水解等。與其他化學(xué)回收工藝相比，糖酵解在180～240℃的寬溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，且解聚速度更快，在經(jīng)濟(jì)上更可行。目前關(guān)于廢棄pet資源化利用已經(jīng)有了部分相關(guān)研究，如通過(guò)水解制備載mofs的pet芯片、通過(guò)糖酵解法合成pet衍生纖維增強(qiáng)塑料、通過(guò)氨解合成含有金納米粒子的pet衍生水凝膠、通過(guò)糖酵解法合成基于廢棄pet的聚氨酯彈性體等。pet廢棄物衍生二醇用于制備聚氨酯材料，衍生二醇碳鏈長(zhǎng)度的改變對(duì)合成的聚氨酯的熱特性、力學(xué)性能和降解行為等有顯著影響。

2、聚氨酯彈性體具有良好的機(jī)械性能和可塑性，是一種理想的工程材料。將廢棄pet降解產(chǎn)物用于制備聚氨酯彈性體，不僅有助于解決廢棄物問(wèn)題，還能滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用需求。然而，大多數(shù)聚氨酯材料的機(jī)械強(qiáng)度和韌性較低，可能會(huì)限制其實(shí)際應(yīng)用，因此需要加入力學(xué)性能較好的材料改善其力學(xué)性能。目前常添加纖維素，低分子聚醚、酰胺和環(huán)氧樹(shù)脂等增塑劑改善聚氨酯材料的機(jī)械性能和韌性。纖維素是一種通過(guò)β-(1,4)糖苷鍵連接葡萄糖單體的線(xiàn)性生物質(zhì)多糖，具有豐富的可利用性、環(huán)境友好性和生物相容性。纖維素及其衍生物結(jié)晶度高，長(zhǎng)徑比高，具有顯著的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，是改善聚氨酯機(jī)械性能的理想材料。利用纖維素增強(qiáng)聚氨酯材料的力學(xué)性能已經(jīng)得到驗(yàn)證是可行的，但是研究者們的研究集中在添加纖維素納米晶體等納米級(jí)纖維素，關(guān)于普通纖維素粉末的添加對(duì)聚氨酯性能影響的研究較少。納米級(jí)纖維素改善聚氨酯材料的力學(xué)性能的效果顯著，但其經(jīng)濟(jì)性差。因此，尋找經(jīng)濟(jì)性好的具有環(huán)境友好性和生物相容性的纖維素改善聚氨酯材料的力學(xué)性能問(wèn)題亟待解決。

3、因此，提出一種乙基纖維素改善基于再生二元醇的聚氨酯彈性體力學(xué)性能的制備方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術(shù)問(wèn)題

2、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種乙基纖維素改善基于再生二元醇的聚氨酯彈性體力學(xué)性能的制備方法，解決了上述的問(wèn)題。

3、(二)技術(shù)方案

4、為實(shí)現(xiàn)上述所述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種乙基纖維素改善基于再生二元醇的聚氨酯彈性體力學(xué)性能的制備方法，包括以下步驟：

5、s1、取一定量研磨成粉的對(duì)苯二異氰酸酯和干燥處理后的聚四氫呋喃一起投入連接有攪拌裝置的三口燒瓶中，一側(cè)連接氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣。在60℃的水浴鍋中攪拌混合，30-60分鐘后，將水浴鍋升溫至75℃，30分鐘后，加入適量二月桂酸二丁錫，并將水浴鍋降溫至70℃，在攪拌體系下反應(yīng)1.5-3小時(shí)；

6、s2、在s1中加入再生二元醇，同時(shí)提高攪拌器的轉(zhuǎn)速，攪拌約40～60秒，攪拌結(jié)束后，將聚氨酯彈性體溶液澆鑄到聚四氟乙烯模具中，放入烘箱后擴(kuò)鏈反應(yīng)1-3h；

7、s3、將s2中制備的聚氨酯彈性體計(jì)量后與適量四氫呋喃和n-n二甲基甲酰胺置于具塞三角瓶中，10-40℃條件下超聲30-60分鐘得到聚氨酯溶液(溶液a)；將一定量的乙基纖維素和適量四氫呋喃和n-n二甲基甲酰胺置于具塞三角瓶中，10-40℃條件下超聲10-30分鐘得到乙基纖維素懸濁液(溶液b)；

8、s4、取定量的廢棄紙塑膜置于乙醇與水混合溶液的具塞三角瓶中，60-80℃條件下剪切攪拌30分鐘得到懸濁液，將三角瓶中懸濁液放置在30℃的搖床上混合分散2小時(shí)，然后放置在40℃，70％rh環(huán)境中靜置24小時(shí)；取出經(jīng)過(guò)200目篩網(wǎng)過(guò)濾，得到懸浮液；將懸浮液放置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，后得到廢棄紙塑膜再生纖維；

9、s5、將s3中制備的溶液a和b混合，添加定量的廢棄紙塑膜再生纖維，10-40℃條件下水浴加熱攪拌9-18小時(shí)，攪拌結(jié)束后在10-40℃條件下超聲30-60分鐘，隨后將攪拌均勻的溶液澆鑄到聚四氟乙烯模具中，將其放于真空度為0.05mpa，溫度為40℃的真空干燥箱中干燥24-48小時(shí)即可得到具有優(yōu)異力學(xué)性能的功能性聚氨酯彈性體。

10、優(yōu)選的，所述s1中攪拌反應(yīng)過(guò)程中，需保持三口燒瓶的密封性，以防止水蒸氣進(jìn)入影響反應(yīng)。

11、優(yōu)選的，所述s2中烘箱溫度為70℃。

12、優(yōu)選的，所述s4中旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)的溫度為60℃，持續(xù)時(shí)間為2小時(shí)。

13、優(yōu)選的，所述s5中超聲處理及攪拌過(guò)程中，需保持容器密封，防止水蒸氣進(jìn)入。

14、(三)有益效果

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種乙基纖維素改善基于再生二元醇的聚氨酯彈性體力學(xué)性能的制備方法，具備以下有益效果：

16、1、該一種乙基纖維素改善基于再生二元醇的聚氨酯彈性體力學(xué)性能的制備方法，通過(guò)兩步法制備基于再生二元醇的聚氨酯彈性體(gpue)，以促進(jìn)再生二元醇材料在gpue中的縮聚反應(yīng)，并在pue中加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的生物質(zhì)材料乙基纖維素作為韌性增強(qiáng)劑，制備具有優(yōu)異力學(xué)性能的pue，乙基纖維素具有良好的成膜性和粘附性，作為增強(qiáng)劑添加到gpue中，能有效提升聚合物基體的韌性、耐水性和耐候性，使其更加適用于各種復(fù)雜環(huán)境和應(yīng)用場(chǎng)景。

17、2、該一種乙基纖維素改善基于再生二元醇的聚氨酯彈性體力學(xué)性能的制備方法，引入具有環(huán)境友好性和生物相容性且經(jīng)濟(jì)性好的乙基纖維素改善其力學(xué)性能，乙基纖維素可以通過(guò)強(qiáng)氫鍵調(diào)節(jié)聚氨酯彈性體的形態(tài)均勻性、機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，而且制備聚氨酯彈性體的原材料來(lái)自于廢棄pet，實(shí)現(xiàn)了廢棄pet的“變廢為寶”的過(guò)程，解決因日益嚴(yán)重的pet瓶所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，將廢棄pet瓶重新再利用，制備具備優(yōu)異力學(xué)性能的功能性聚氨酯彈性體(pue)。

技術(shù)特征：

1.一種乙基纖維素改善基于再生二元醇的聚氨酯彈性體力學(xué)性能的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乙基纖維素改善基于再生二元醇的聚氨酯彈性體力學(xué)性能的制備方法，其特征在于：所述s1中攪拌反應(yīng)過(guò)程中，需保持三口燒瓶的密封性，以防止水蒸氣進(jìn)入影響反應(yīng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乙基纖維素改善基于再生二元醇的聚氨酯彈性體力學(xué)性能的制備方法，其特征在于：所述s2中烘箱溫度為70℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乙基纖維素改善基于再生二元醇的聚氨酯彈性體力學(xué)性能的制備方法，其特征在于：所述s4中旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)的溫度為60℃，持續(xù)時(shí)間為2小時(shí)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乙基纖維素改善基于再生二元醇的聚氨酯彈性體力學(xué)性能的制備方法，其特征在于：所述s5中超聲處理及攪拌過(guò)程中，需保持容器密封，防止水蒸氣進(jìn)入。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種乙基纖維素改善基于再生二元醇的聚氨酯彈性體力學(xué)性能的制備方法，屬于包裝廢棄物回收再利用和聚氨酯材料制備技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：S1、取一定量研磨成粉的對(duì)苯二異氰酸酯和干燥處理后的聚四氫呋喃一起投入連接有攪拌裝置的三口燒瓶中，一側(cè)連接氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣。在60℃的水浴鍋中攪拌混合，30?60分鐘后，將水浴鍋升溫至75℃，30分鐘后，加入適量二月桂酸二丁錫，并將水浴鍋降溫至70℃，在攪拌體系下反應(yīng)1.5?3小時(shí)；制備聚氨酯彈性體的原材料來(lái)自于廢棄PET，實(shí)現(xiàn)了廢棄PET的“變廢為寶”的過(guò)程，解決因日益嚴(yán)重的PET瓶所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，將廢棄PET瓶重新再利用，制備具備優(yōu)異力學(xué)性能的功能性聚氨酯彈性體(PUE)。

技術(shù)研發(fā)人員：周星,陳美,李德祥,張惜增,胡京博,雷婉青
受保護(hù)的技術(shù)使用者：渭南可林樂(lè)環(huán)?？萍加邢薰?br/>技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21