一种高韧性塑料的制备方法及其制成的直尺技术

本发明专利技术公开了一种高韧性塑料的制备方法及其制成的直尺，属于学习用品制备领域。本发明专利技术首先将竹子片成竹篾，再将竹篾用沼气液浸泡，利用沼气液中微生物产生的酶活化竹纤维，再经阳光暴晒老化，使纤维间结合力进一步下降，再用NaOH溶液在高温下与竹篾混合，促进微纤维丝层滑动和溶胀，再利用液氮处理，使纤维细胞中形成冰晶，再经石磨研磨，使细胞壁中的冰晶受到压力作用而破裂，使纤维分离成微纳米级纤维晶须，与在电场条件下聚合得到的异形聚乙烯粉末按比例混合，经注塑成型，打磨后印刷刻度得到高韧性塑料直尺。本发明专利技术所得直尺得益于竹纤维的高韧性，耐冲击强度高，不易折断，使用寿命较传统塑料直尺大大提高，可大规模推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种高韧性塑料的制备方法及其制成的直尺
本专利技术公开了一种高韧性塑料的制备方法及其制成的直尺，属于学习用品制备领域。
技术介绍
直尺，用来测量长度，广泛应用于数学、测量、工程等学科。直尺是具有精确直线棱边的尺形量规，直尺也有人称之为间尺，是一种非常常用的计量长度仪器，这种文具即为普遍。目前，使用较多的直尺按照材质分主要有：1.不锈钢等合金直尺，这种直尺使用寿命长，但是弯曲形变后很难复原，且生产成本相比于其他材质而言相对较高，磨损后精确度下降，且不可修复；2.木质直尺，木质直尺质轻，携带方便，但是受用寿命有限，遇水后容易开裂，且柔韧性差，易折断；3.塑料直尺，塑料的弹性模量介于橡胶和纤维之间，受力能发生一定程度的形变，常用塑料直尺有硬塑料和软塑料之分，软塑料的弹性模量接近橡胶，硬塑料接近纤维，软塑料硬度低，受力易发生形变，使用范围有限，而硬塑料具有一定的硬度，且制备过程简单，材料廉价易得，可塑性强，目前作为学习用品中的直尺材质得到广泛使用，但塑料易老化发黄，若使用频率过高，其刻度等易磨损，韧性较差，容易折断，边角也容易受应力而缺角，影响使用，且废弃后易对环境造成二次污染。
技术实现思路
针对传统塑料直尺在制备和使用过程中出现的，韧性差，性脆，耐冲击强度低，易出现应力断裂，使用寿命较短的问题，提供了一种高韧性塑料直尺的制备方法，本专利技术首先将竹子片成竹篾，再将竹篾用沼气液浸泡，利用沼气液中微生物产生的酶活化竹纤维，再经阳光暴晒老化，使纤维间结合力进一步下降，再用NaOH溶液在高温下与竹篾混合，促进微纤维丝层滑动和溶胀，再利用液氮处理，使纤维细胞中形成冰晶，再经石磨研磨，使细胞壁中的冰晶受到压力作用而破裂，使纤维分离成微纳米级纤维晶须，与在电场条件下聚合得到的异形聚乙烯粉末按比例混合，经注塑成型，打磨后印刷刻度得到高韧性塑料直尺。本专利技术所得直尺得益于竹纤维的高韧性，耐冲击强度高，不易折断，使用寿命较传统塑料直尺大大提高，可大规模推广使用。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：（1）取4～6根直径为3～5cm，长度为1.2～1.5m的竹子，经人工片成竹篾，收集竹篾，用沼气液浸泡24～36h后，取出竹篾，用去离子水洗涤3～5次，随后将竹篾均匀平铺于阳光下，暴晒7～10天；（2）待暴晒结束，将竹篾用铡刀切成长为3～5cm短竹篾，随后将其倒入盛有1～2L质量浓度为6～8%氢氧化钠溶液的烧杯中，随后将烧杯转入数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为160～180℃，转速为600～800r/min条件下，恒温搅拌反应30～45min，过滤，除去滤液，用去离子水洗涤滤渣直至洗涤水成中性为止；（3）将上述所得滤渣用液氮冷却40～60s，随后迅速平铺于石磨磨盘表面，研磨10～15min，研磨后过400～600目筛，得微纳米竹粉，备用；（4）在盛有300～400mL去离子水的石英反应釜中，加入4～6g十二烷基苯磺酸钠，启动反应釜搅拌器，以300～500r/min转速搅拌混合10～20min后，开启反应釜加热器，加热升温至70～80℃，随后在反应釜乳液中插入铜电极，再将铜电极与耐压测试仪连通，设定直流电压为220～380V，在恒温恒电压搅拌状态下，依次加入0.4～0.6g过硫酸钾，80～100mL苯乙烯，反应4～6h，将所得物料转入烘箱中，于80～90℃条件下干燥6～8h，再用研钵研磨成粉，得异形聚苯乙烯粉末；（5）按重量份数计，依次称取35～40份步骤（3）备用微纳米竹粉，60～80份上述所得异形聚苯乙烯粉末，加入混料机中，以600～800r/min转速搅拌混合30～45min，将所得混合物料加入螺杆式注塑机中，加热使混合物料熔融，再通过螺杆将熔融物料注入直尺模具型腔，经定型冷却后，人工打磨去除毛边，再将打磨后的直尺坯经丝网印刷刻度，即得高韧性塑料直尺。本专利技术的物理性质：本专利技术所得高韧性塑料直尺的密度为1.05～1.08g/cm3，拉伸强度为49.6～50.6MPa，弯曲强度为96.2～97.6MPa，断裂伸长率为1.6～2.0%，维卡软化点为230～240°F，使用寿命较传统塑料直尺可提高12～24个月。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术所得高韧性塑料直尺韧性高，不易折断，的使用寿命较传统塑料直尺大大提高，可减少废弃后对环境产生的白色污染问题；（2）本专利技术采用改性竹纤维为增韧纤维，原料廉价易得，可塑性强，制备工艺简单，所得塑料直尺可作为学习用品中广泛使用。具体实施方式取4～6根直径为3～5cm，长度为1.2～1.5m的竹子，经人工片成竹篾，收集竹篾，用沼气液浸泡24～36h后，取出竹篾，用去离子水洗涤3～5次，随后将竹篾均匀平铺于阳光下，暴晒7～10天；待暴晒结束，将竹篾用铡刀切成长为3～5cm短竹篾，随后将其倒入盛有1～2L质量浓度为6～8%氢氧化钠溶液的烧杯中，随后将烧杯转入数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为160～180℃，转速为600～800r/min条件下，恒温搅拌反应30～45min，过滤，除去滤液，用去离子水洗涤滤渣直至洗涤水成中性为止；将上述所得滤渣用液氮冷却40～60s，随后迅速平铺于石磨磨盘表面，研磨10～15min，研磨后过400～600目筛，得微纳米竹粉，备用；在盛有300～400mL去离子水的石英反应釜中，加入4～6g十二烷基苯磺酸钠，启动反应釜搅拌器，以300～500r/min转速搅拌混合10～20min后，开启反应釜加热器，加热升温至70～80℃，随后在反应釜乳液中插入铜电极，再将铜电极与耐压测试仪连通，设定直流电压为220～380V，在恒温恒电压搅拌状态下，依次加入0.4～0.6g过硫酸钾，80～100mL苯乙烯，反应4～6h，将所得物料转入烘箱中，于80～90℃条件下干燥6～8h，再用研钵研磨成粉，得异形聚苯乙烯粉末；按重量份数计，依次称取35～40份备用微纳米竹粉，60～80份上述所得异形聚苯乙烯粉末，加入混料机中，以600～800r/min转速搅拌混合30～45min，将所得混合物料加入螺杆式注塑机中，加热使混合物料熔融，再通过螺杆将熔融物料注入直尺模具型腔，经定型冷却后，人工打磨去除毛边，再将打磨后的直尺坯经丝网印刷刻度，即得高韧性塑料直尺。实例1取4根直径为3cm，长度为1.2m的竹子，经人工片成竹篾，收集竹篾，用沼气液浸泡24h后，取出竹篾，用去离子水洗涤3次，随后将竹篾均匀平铺于阳光下，暴晒7天；待暴晒结束，将竹篾用铡刀切成长为3cm短竹篾，随后将其倒入盛有1L质量浓度为6%氢氧化钠溶液的烧杯中，随后将烧杯转入数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为160℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌反应30min，过滤，除去滤液，用去离子水洗涤滤渣直至洗涤水成中性为止；将上述所得滤渣用液氮冷却40s，随后迅速平铺于石磨磨盘表面，研磨10min，研磨后过400目筛，得微纳米竹粉，备用；在盛有300mL去离子水的石英反应釜中，加入4g十二烷基苯磺酸钠，启动反应釜搅拌器，以300r/min转速搅拌混合10min后，开启反应釜加热器，加热升温至70℃，随后在反应釜乳液中插入铜电极，再将铜电极与耐压测试仪连通，设定直流电压为220V，在恒温恒电压搅拌状态下，依次加入0.4g过硫酸钾，80m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高韧性塑料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）取5根直径为4cm，长度为1.4m的竹子，经人工片成竹篾，收集竹篾，用沼气液浸泡30h后，取出竹篾，用去离子水洗涤4次，随后将竹篾均匀平铺于阳光下，暴晒8天；（2）待暴晒结束，将竹篾用铡刀切成长为4cm短竹篾，随后将其倒入盛有1.5L质量浓度为7%氢氧化钠溶液的烧杯中，随后将烧杯转入数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为170℃，转速为700r/min条件下，恒温搅拌反应38min，过滤，除去滤液，用去离子水洗涤滤渣直至洗涤水成中性为止；（3）将上述所得滤渣用液氮冷却50s，随后迅速平铺于石磨磨盘表面，研磨12min，研磨后过500目筛，得微纳米竹粉，备用；（4）在盛有350mL去离子水的石英反应釜中，加入5g十二烷基苯磺酸钠，启动反应釜搅拌器，以400r/min转速搅拌混合15min后，开启反应釜加热器，加热升温至75℃，随后在反应釜乳液中插入铜电极，再将铜电极与耐压测试仪连通，设定直流电压为300V，在恒温恒电压搅拌状态下，依次加入0.5g过硫酸钾，90mL苯乙烯，反应5h，将所得物料转入烘箱中，于85℃条件下干燥7h，再用研钵研磨成粉，得异形聚苯乙烯粉末；（5）按重量份数计，依次称取38份步骤（3）备用微纳米竹粉，70份上述所得异形聚苯乙烯粉末，加入混料机中，以700r/min转速搅拌混合40min，将所得混合物料加入螺杆式注塑机中，加热使混合物料熔融。...

【技术特征摘要】
1.一种高韧性塑料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）取5根直径为4cm，长度为1.4m的竹子，经人工片成竹篾，收集竹篾，用沼气液浸泡30h后，取出竹篾，用去离子水洗涤4次，随后将竹篾均匀平铺于阳光下，暴晒8天；（2）待暴晒结束，将竹篾用铡刀切成长为4cm短竹篾，随后将其倒入盛有1.5L质量浓度为7%氢氧化钠溶液的烧杯中，随后将烧杯转入数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为170℃，转速为700r/min条件下，恒温搅拌反应38min，过滤，除去滤液，用去离子水洗涤滤渣直至洗涤水成中性为止；（3）将上述所得滤渣用液氮冷却50s，随后迅速平铺于石磨磨盘表面，研磨12min，研磨后过500目筛，得微纳米竹粉，备用；（4）在盛有350mL去离子水的石英反应釜中，加入5g十二烷基苯磺酸钠，启动反应釜搅拌器，以400...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：吴彬，
类型：发明
国别省市：江苏,32