一种生物基硫硒红外透过高分子材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种生物基硫硒红外透过高分子材料的制备方法，包括如下步骤：S1：将硫磺和硒粉混合，加热熔融，随后将植物油与丁香酚加入到熔融液中，搅拌直至成不能流动的固体；S2：降温至100～105℃后加入甲苯，溶解步骤S1形成的固体，待搅拌至完全溶解后，将液体倒入在模具中固化，脱模即可得到所述生物基硫硒红外透过高分子材料。本发明专利技术利用一锅法将进行反应，反应步骤少，操作简便，反应程度高，相比同类型的材料，加工性能好，具备较好的红外透射成像材料前景。材料前景。材料前景。

【技术实现步骤摘要】
一种生物基硫硒红外透过高分子材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高分子
，尤其涉及一种生物基硫硒红外透过高分子薄膜制备方法。

技术介绍

[0002]如今，每年大约产生7000万吨单质硫，其中大部分是炼油厂、天然气加工过程中的副产品，最近的生产发展，包括燃料需求的增加和硫磺资源的开发，导致每年约700万吨单质硫的生产过剩，硫磺的利用率并不高，因此硫磺的过量问题仍十分严重。硒为非金属其中一种，它通常从炼铜废渣中被提取，具有广泛的应用前景。植物油，即由高级脂肪酸和甘油反应而成的化合物，广泛分布于自然界中，是从植物的果实、胚芽、种子上能够得到的油脂，常见的植物油有豆油、蓖麻油和菜籽油等等。在化学结构上，植物油是甘油三酯结构，多含两个或以上不饱和双键的柔性链段，易与硫自由基发生交联反应。
[0003]红外透射材料通常用于透镜、窗户和红外成像技术，是国防、工业、光成像和测距(激光雷达)应用的一个新兴领域。目前，常用作红外成像器件的透射材料有锗半导体或非晶硫系玻璃(ChGs)等无机材料。卤化物玻璃(ChGs) 即为一种重要的非晶半导体，它通常被应用在相变存储器、传感器、太阳能电池和光子器件领域中。ChGs主要包含的是元素周期表6a族的一种或多种元素 (硫、硒和碲，但不包括氧)以及诸如As、Ge、Sb、Ga、Si或P等非金属元素，它们共同构成共价键从而形成玻璃。其具有优异的中红外成像性能(即非常高的折射率(n≥2.0)和高红外透明度)。然而，这些材料昂贵、有毒，并且需要非常高的温度来合成和制造(T≥300
‑
1000℃)。

技术实现思路

[0004]为了克服现有材料中存在的种种问题以及对可再生资源的高值转化，充分利用过剩的单质硫与生物基原料制备具有特殊性能的产品，本专利技术提供了一种利用植物油与植物多酚和硫单质进行反应制备红外透过高分子薄膜的方法(如图1所示)，该方法只需简单加热，无需催化剂，一步投料就能快速制备生物基硫硒预聚物，接着利用溶剂溶解得到均相溶液后倒模便能得到生物基硫硒高分子薄膜。该方法条件易于控制，所制备的薄膜加工性能好，原料绿色环保可循环再生，对环境无污染。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种生物基硫硒红外透过高分子材料的制备方法，包括如下步骤：
[0007]S1：将硫磺和硒粉混合，加热熔融，随后将植物油与丁香酚加入到熔融液中，搅拌直至成不能流动的固体；
[0008]S2：降温至100～105℃后加入甲苯，溶解步骤S1形成的固体，待搅拌至完全溶解后，将液体倒入在模具中固化，脱模即可得到所述生物基硫硒红外透过高分子材料。
[0009]作为一种优选的技术方案，所述的植物油为蓖麻油、棕榈油、大豆油、菜籽油、橄榄油中的一种。
[0010]作为一种优选的技术方案，步骤S1中硫磺、硒粉、植物油与丁香酚的质量比硫磺：硒粉：植物油：丁香酚为22：8：60：10。
[0011]作为一种优选的技术方案，步骤S1中加热熔融的温度为180～190℃。
[0012]作为一种优选的技术方案，步骤S1中搅拌的速率为150～300rpm。
[0013]作为一种优选的技术方案，步骤S2中将液体倒入120℃下预热的聚四氟模具中固化。
[0014]作为一种优选的技术方案，甲苯的用量满足预聚物溶解。
[0015]本专利技术同时保护由上述制备方法制备得到的生物基硫硒红外透过高分子薄膜。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：
[0017]本专利技术利用一锅法将进行反应，反应步骤少，操作简便，反应程度高，而且相比同类型的材料，具有较好的加工性能、具备较好的红外透射成像材料前景。
附图说明
[0018]图1为本专利技术植物油基硫硒高分子薄膜制备路线。
[0019]图2为植物油基硫硒高分子薄膜实物图；(A)硫硒蓖麻油薄膜(S
‑
Se
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CO)； (B)硫硒橄榄油薄膜(S
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Se
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OO)；(C)硫硒大豆油薄膜(S
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Se
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SO)； (D)硫硒棕榈油薄膜(S
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Se
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PO)；(E)硫硒菜籽油薄膜(S
‑
Se
‑
CoO)。
[0020]图3为植物油基硫硒高分子薄膜红外透过图。
[0021]图4植物油基硫硒高分子薄膜力学性能图。
[0022]图5植物油基硫硒高分子薄膜水接触角图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下述实验例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。
[0024]实施例1
[0025]取0.4克硫磺与0.16克硒粉，投入干净的双口烧瓶中，在油浴中(185℃) 使其熔融后加入1.2mL蓖麻油以及170μL丁香酚，随后以200rpm速率机械搅拌至固体不能搅动后降温到105℃，随后加入10mL甲苯并搅拌1h使预聚物溶解。最后将溶液倒入到在120℃下预热的聚四氟模具中固化1天即可获得薄膜。
[0026]实施例2
[0027]取0.4克硫磺与0.16克硒粉，投入干净的双口烧瓶中，在油浴中(185℃) 使其熔融后加入1.2mL橄榄油以及170μL丁香酚，随后以200rpm速率机械搅拌至固体不能搅动后降温到105℃，随后加入10mL甲苯并搅拌1h使预聚物溶解。最后将溶液倒入到在120℃下预热的聚四氟模具中固化1天即可获得薄膜。
[0028]实施例3
[0029]取0.4克硫磺与0.16克硒粉，投入干净的双口烧瓶中，在油浴中(185℃) 使其熔融
后加入1.2mL菜籽油以及170μL丁香酚，随后以200rpm速率机械搅拌至固体不能搅动后降温到105℃，随后加入10mL甲苯并搅拌1h使预聚物溶解。最后将溶液倒入到在120℃下预热的聚四氟模具中固化1天即可获得薄膜。
[0030]实施例4
[0031]取0.4克硫磺与0.16克硒粉，投入干净的双口烧瓶中，在油浴中(185℃) 使其熔融后加入1.2mL大豆油以及170μL丁香酚，随后以200rpm速率机械搅拌至固体不能搅动后降温到105℃，随后加入10mL甲苯并搅拌1h使预聚物溶解。最后将溶液倒入到在120℃下预热的聚四氟模具中固化1天即可获得薄膜。
[0032]实施例5
[0033]取0.4克硫磺与0.16克硒粉，投入干净的双口烧瓶中，在油浴中(185℃) 使其熔融后加入1.2mL棕榈油以及170μL丁香酚，随后以200rpm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物基硫硒红外透过高分子材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将硫磺和硒粉混合，加热熔融，随后将植物油与丁香酚加入到熔融液中，搅拌直至成不能流动的固体；S2：降温后加入甲苯，溶解步骤S1形成的固体，待搅拌至完全溶解后，将液体倒入在模具中固化，脱模即可得到所述生物基硫硒红外透过高分子材料。2.根据权利要求1所述生物基硫硒红外透过高分子材料的制备方法，其特征在于，所述的植物油为蓖麻油、棕榈油、大豆油、菜籽油、橄榄油中的一种。3.根据权利要求1所述生物基硫硒红外透过高分子材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中硫磺、硒粉、植物油与丁香酚的质量比硫磺：硒粉：植物油：丁香酚为22：8：60：10。4.根据权利要求1所述生物基硫硒红外透过高分子材料的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超群，何智鹏，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：