纤维增强的高分子复合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种纤维增强的高分子复合物，包含来自哺乳动物毛发和／或羽毛的纤维，其中该纤维通过包括以下步骤的方法进行制备：（ａ）对哺乳动物毛发和／或羽毛进行氧化处理，其中使该毛发和／或羽毛接触包含漂白剂的溶液；（ｂ）将被氧化的毛发和／或羽毛从该溶液分离出来；以及（ｃ）干燥分离的毛发和／或羽毛。本发明专利技术进一步提供了制备所述复合物的方法，制备所述纤维、以及包含所述复合物的成形的高分子产品的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及纤维增强的高分子复合物和用于制备所述复合物的方法、以及包含所述复合物的成形D的高分子产品。本专利技术进一步涉及制备用于根据本专利技术复合物的纤维的方法。利用纤维来强化诸如塑料的高分子复合物是熟知的。这种强化导致复合物的机械性能和热分布温度的改善。另外，在连续加载下的蠕变趋势减弱，以及由于不再需要原来需要的用来获得类似硬化的填料而导致成本节省。这使得纤维增强的复合物能够在很多应用领域与金属媲美。因此，如今许多成形的产品由含有大量纤维的高分子复合物制成。例如，在汽车工业中，许多成形产品包含纤维增强复合物，其含量纤维高达重量比百分之75。由于目前所使用的纤维如玻璃纤维、钢纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维以及亚麻纤维相对昂贵，所以明显存在开发可替换且较便宜纤维材料(其能够适合用于这些目的)的空间。进一步从例如FR 908413A和GB P13779A知晓，哺乳动物的毛发可用于高分子产品中。然而，如此获得的产品就毛发和高分子的相容性而言存在很大的改进空间。本专利技术的目的是提供纤维增强的高分子复合物，其基于哺乳动物的毛发和/或羽毛并且显示出改善的与高分子的相容性。令人惊讶地，现在已发现这可以通过利用经过特殊预处理的哺乳动物毛发和/或羽毛来实现。因此，本专利技术涉及含有衍生自哺乳动物毛发和/或羽毛的纤维的纤维增强高分子复合物，其中纤维已通过包括以下步骤的方法制备(a)对哺乳动物毛发和/或羽毛进行氧化处理，其中使该毛发和/或羽毛接触含漂白剂的溶液；(b)将被氧化的毛发和/或羽毛从该溶液分离出来；以及(c)干燥分离的毛发和/或羽毛。尽管纤维可来自于各类哺乳动物的毛发和/或羽毛，但是优选牲畜的毛发，一个原因是由于现今大量、世界范围的肉食消费故其易于获得。另一个原因是牲畜毛发的硬度与优异的混合性能相结合。尤其是，猪的毛发非常适合于根据本专利技术加以使用。可使用一种单一类型的哺乳动物毛发或可使用各种不同类型的哺乳动物毛发的混合物。可使用一种类型的羽毛或不同类型的羽毛的混合物。同样可以使用一种或多种类型的哺乳动物毛发和一种或多种类型的羽毛的混合物。在实施中，优选使用一种类型的哺乳动物毛发和/或一种类型的羽毛。优选地，仅使用一种类型的哺乳动物毛发。应当理解，在根据本专利技术对毛发和/或羽毛进行处理之前，所考虑的毛发和/或羽毛已从哺乳动物和/或禽类分离。优选地，纤维来自于哺乳动物的毛发，更优选地，哺乳动物毛来自牲畜，并且更优选地毛发来自猪。基于总体复合物，纤维可以合适地以在重量比百分之10-75范围内，优选重量比百分之10-50的量存在于根据本专利技术的复合物中。根据本专利技术的纤维增强的复合物可合适地为热塑性高分子复合物或热固性高分子复合物。热塑性高分子复合物的合适实例包括生物高分子复合物、诸如聚乙烯和聚丙烯的聚烯烃、和/或淀粉。优选地，热塑性高分子复合物包含聚乙烯或一种生物高分子的复合物，优选淀粉。在本专利技术的一个特别有吸引力的具体实施例中，热塑性高分子复合物包含生物高分子复合物，优选淀粉。令人惊讶地发现，防缩性产品可由含有本专利技术廉价纤维的复合物成形，然而之前相对防缩性产品只能由添加了诸如生物可降解聚酯的昂贵添加剂的生物高分子复合物制成。热固性高分子复合物的合适实例包括例如聚酯复合物、聚丙烯酸酯、和/或环氧树脂。优选地，热固性高分子复合物包括聚酯。当纤维增强的高分子复合物为热塑性复合物时，复合物中纤维的存在量优选在10-40，更优选在重量比百分之20-40范围内。当纤维增强的高分子复合物为热固性复合物时，纤维的存在量优选在重量比百分之10-50，更优选在重量比百分之20-50范围内。根据本专利技术的热固性高分子复合物或热塑性高分子复合物可适于通过用热固性组分或热塑性组分浸渍非织材料形式的纤维，然后将获得的浸渍组分进行固化处理而制成，这样的固化处理可适于在升温和固化剂(例如过氧化物)存在下在烘箱或压力机中进行。用于热固性高分子复合物中的纤维可适合衍生自从哺乳动物剃脱下来的哺乳动物毛发和/或来自禽类的羽毛。根据本专利技术的热塑性复合物可适合通过挤出具有热塑性组分的纤维而制成。如此获得的挤出复合物适合被模制，以便形成成形的纤维增强高分子复合物。在本专利技术特别有吸引力具体实施方式中，根据本专利技术所使用的纤维通过包括以下步骤的方法加以制备(a)对哺乳动物毛发和/或羽毛进行氧化处理，其中使该毛发和/或羽毛接触含漂白剂的溶液；(b)将被氧化的毛发和/或羽毛从该溶液分离出来；(c)干燥分离的毛发和/或羽毛；以及(d)将干燥的毛发和/或羽毛进行处理，其中毛发和/或羽毛被形成为具有平均粒径(直径)在0.1至4mm范围内的纤维。如此获得的纤维对强化热塑性高分子复合物尤其有用。在根据本专利技术的方法中，哺乳动物毛发和/或羽毛在步骤(a)中进行氧化处理，其在包含漂白剂的溶液中进行。该溶液包含已制成为碱性(pH高于7)或酸性(pH低于7)的溶液。优选地，该溶液已通过加入NaOH、KOH和/或NH4OH制成碱性或通过加入一种或多种(有机)酸制成酸性。可使用广泛种类的(有机)酸，包括例如乙酸和甲酸。在步骤(a)中使用的碱性溶液的pH值优选在9至13的范围内，更优选在10至12的范围内，而酸性溶液的pH值优选在3至7的范围内，更优选在4至6的范围内。合适的漂白剂包括有机和无机过氧化物。优选地，利用选自由次卤化物(hypo halide)、过硼酸盐、过碳酸盐、过硫酸盐、有机过氧化物、或过氧化氢组成的组的漂白剂。更优选地，漂白剂包含过氧化氢。一种单一漂白剂或不同漂白剂的混合物可适合应用于碱性或酸性溶液中。在碱性溶液中，优选使用一种或多种无机过氧化物，然而，在酸性溶液中，优选使用一种或多种有机过氧化物。合适地，基于总的碱性或酸性溶液，所使用的漂白剂的量在0.1％(w/w)至40％(w/w)的范围内，优选在0.3％(w/w)至30％(w/w)的范围内。在步骤(a)中，毛发和/或羽毛可适于与碱性或酸性溶液接触的时间段在5分钟至16小时的范围内，优选在15分钟至10小时的范围内。在步骤(a)中使用的温度适于在室温至100℃的范围内，优选在30℃至80℃的范围内。在步骤(a)中，用于氧化的毛发优选首先经过清洗步骤，其中使可溶解成分(例如血液、尿残余物以及其它动物成分)在进行步骤(a)之前从毛发和/或羽毛除去。在步骤(a)中所获得的氧化毛发接下来在步骤(b)中通过已知技术从碱性或酸性溶液分离出来。为此，例如可利用传统的过滤系统。在步骤(c)中，将在步骤(b)中分离出来的毛发和/或羽毛进行干燥。毛发和/或羽毛的干燥可通过已知技术完成。例如毛发和/或羽毛可利用热空气或用诸如乙醇或甲醇的挥发性溶剂清洗而被干燥。在步骤(d)中，对干燥的毛发和/或羽毛进行处理，其中毛发和/或羽毛被形成为具有平均粒径在0.1至4mm范围内的纤维。该纤维可通过研磨或精制在步骤(c)中所获得的毛发和/或羽毛而制成。优选地，步骤(d)中的处理包括精制处理，其中获得具有平均粒径在0.1至4mm范围内的纤维。合适地，该精制处理可通过本领域技术人员熟知的标准打浆和研磨技术加以实施。优选地，纤维具有的平均粒径在1-3mm的范围内，更优选在1.5-2.5mm的范围内。如果步骤(d)所获得的纤维已被暴露于亲水条件(例如由于使用前的储存)，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含来自哺乳动物毛发和／或羽毛的纤维的纤维增强的高分子复合物，其中所述纤维通过包括以下步骤的方法进行制备：（ａ）对哺乳动物毛发和／或羽毛进行氧化处理，其中使所述毛发和／或羽毛接触包含漂白剂的溶液；（ｂ）将该被氧化的毛发和／或羽毛从所述溶液中分离出来；以及（ｃ）干燥该分离的毛发和／或羽毛。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：扬雅各布斯德维列格，特奥多尔马克西米利安斯拉格黑克，特奥多鲁斯约翰内斯雅各布斯玛丽亚科克，埃里克杰拉尔杜斯玛丽亚克拉恩梅尔，威廉科内利斯德罗斯特，马里奥塔西苏斯雷蒙杜斯范万迪伦，
申请(专利权)人：荷兰应用科学研究会TNO，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]