一种抗老化的纳米氧化锌改性聚乳酸纤维及制备方法技术

本发明专利技术涉及新材料技术领域，且公开了一种抗老化的纳米氧化锌改性聚乳酸纤维，纳米氧化锌与六亚甲基二异氰酸酯反应，得到异氰酸酯化氧化锌，其与聚乙二醇反应，得到聚乙二醇改性氧化锌，其与戊二酸酐反应，得到羧基化聚乙二醇改性氧化锌，进一步与2,2

【技术实现步骤摘要】
一种抗老化的纳米氧化锌改性聚乳酸纤维及制备方法


[0001]本专利技术涉及新材料
，具体为一种抗老化的纳米氧化锌改性聚乳酸纤维及制备方法。

技术介绍

[0002]随着科技的不断发展，高分子材料制品在人们的日常生活中扮演着非常重要的角色，不管是涂料、纤维、军工还是航空领域，高分子材料都具有非常广泛的应用，以纤维为代表，大多数高分子纤维都具有良好的易着色、易加工等优异性能，因此得到了各大织物厂商的青睐，但是随着可持续发展理念的提出，传统无法生物降解的高分子纤维基体最终会被时代淘汰，因此寻找可生物降解的新型新型纤维基体具有十分重大的实际意义，在众多的高分子材料中，聚乳酸以其优异的生物可降解性逐渐脱颖而出，并逐渐在纤维领域得到应用，但是聚乳酸本身的韧性较差，抗老化性能不强，以其为基体纺织的织物往往质量不达标，且长期使用容易出现老化的现象，因此需要对其进行改性。
[0003]纳米氧化锌是一种安全、无毒无味，具有良好的紫外光吸收性能的无机纳米材料，近年来，将纳米氧化锌填充进有机高分子材料中，通过结合纳米氧化锌的优异性能，赋予有机高分子材料优良的力学、抗紫外老化等综合性能，得到了广泛的关注，CN112852129A等中国专利中公开了将纳米氧化锌填充进聚乳酸基体中，形成力学性能优异的复合型材料，虽然一定程度上能够实现对聚乳酸的改性，但是多数这类专利都忽视了纳米氧化锌极易在有机高分子材料基体中形成团聚的问题，而且纳米氧化锌的功能性也没有得到丰富，仅仅将纳米氧化锌与有机高分子材料共混，其实往往难以达到理想的改性效果，因此需要对其进行改性，改善其分散性，并提高其功能性，从而进一步拓展其在有机高分子材料填充剂领域的应用。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种抗老化的纳米氧化锌改性聚乳酸纤维及制备方法，解决了聚乳酸纤维拉伸强度等力学性能性和抗老化性能较差的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种抗老化的纳米氧化锌改性聚乳酸纤维，所述抗老化的纳米氧化锌改性聚乳酸纤维的制备方法包括以下步骤：
[0008](1)向反应器中加入无水甲苯溶剂和纳米氧化锌，超声分散均匀后，继续加入六亚甲基二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，混合均匀后转移至油浴锅中，在但其氛围下以50
‑
70℃搅拌反应4
‑
8h，反应结束后离心、洗涤并干燥，得到异氰酸酯化氧化锌；
[0009](2)向反应器中加入正己烷溶剂和异氰酸酯化氧化锌，超声分散20
‑
40min，继续加入聚乙二醇，搅拌至完全溶解后，转移至油浴锅中，在80
‑
100℃下恒温搅拌反应4
‑
12h，反应结束后离心、洗涤并干燥，得到聚乙二醇改性氧化锌；
[0010](3)向反应器中加入甲苯溶剂和聚乙二醇改性氧化锌，超声分散至完全溶解，继续加入戊二酸酐，混合均匀后转移至油浴锅中进行反应，产物冷却后离心、洗涤并干燥，得到羧基化聚乙二醇改性氧化锌；
[0011](4)向反应器中加入甲苯溶剂和羧基化聚乙二醇改性氧化锌，超声分散10
‑
30min后，继续加入2,2
’‑
硫代双(4
‑
叔戊基
‑6‑
叔丁基苯酚)和催化剂，混合均匀，转移至油浴锅中，在60
‑
80℃下恒温搅拌反应12
‑
24h，产物冷却后沉淀、抽滤、洗涤并干燥，得到受阻酚基聚乙二醇改性氧化锌；
[0012](5)向反应器中加入N,N
‑
二甲基甲酰胺溶剂、二氯甲烷溶剂、聚乳酸和受阻酚基聚乙二醇改性氧化锌，搅拌混合至形成均一的纺丝液后，转移至静电纺丝机中，设置纺丝电压为15
‑
20kV、纺丝速度为0.5
‑
1mL/h、接收距离为12
‑
16cm，进行纺丝，将产物置于烘箱内干燥，得到抗老化的纳米氧化锌改性聚乳酸纤维。
[0013]优选的，所述步骤(1)中无水甲苯溶剂、纳米氧化锌、六亚甲基二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡的质量比为200
‑
550:10:5
‑
12:0.01
‑
0.04。
[0014]优选的，所述步骤(2)中正己烷溶剂、异氰酸酯化氧化锌和聚乙二醇的质量比为300
‑
750:10:6
‑
14。
[0015]优选的，所述步骤(3)中甲苯溶剂、聚乙二醇改性氧化锌和戊二酸酐的质量比为200
‑
450:10:0.8
‑
2。
[0016]优选的，所述步骤(3)中反应的温度为100
‑
120℃，时间为6
‑
18h。
[0017]优选的，所述步骤(4)中甲苯溶剂、羧基化聚乙二醇改性氧化锌、2,2
’‑
硫代双(4
‑
叔戊基
‑6‑
叔丁基苯酚)和催化剂的质量比为400
‑
1000:10:1.5
‑
4:3
‑
9。
[0018]优选的，所述步骤(4)中催化剂为三乙胺。
[0019]优选的，所述步骤(5)中聚乳酸和受阻酚基聚乙二醇改性氧化锌的质量比为10:0.1
‑
0.35。
[0020](三)有益的技术效果
[0021]与现有技术相比，本专利技术具备以下有益技术效果：
[0022]该一种抗老化的纳米氧化锌改性聚乳酸纤维，纳米氧化锌表面富含羟基，在催化剂二月桂酸二丁基锡的作用下，可以与六亚甲基二异氰酸酯的异氰酸酯基团发生反应，得到异氰酸酯化氧化锌，其结构中的异氰酸酯基团在高温条件下与聚乙二醇中的一端羟基发生氨基甲酸酯化反应，得到聚乙二醇改性氧化锌，其结构中另一端的羟基可以与戊二酸酐在高温下发生开环酯化反应，得到羧基化聚乙二醇改性氧化锌，在催化剂三乙胺的作用下，羧基化聚乙二醇改性氧化锌结构中的羧基可以与2,2
’‑
硫代双(4
‑
叔戊基
‑6‑
叔丁基苯酚)中的酚羟基发生酯化反应，得到受阻酚基聚乙二醇改性氧化锌，通过化学键的连接，在纳米氧化锌表面共价接枝了聚乙二醇大分子和功能性受阻酚抗热氧老化分子，而且化学键的连接方式增强了纳米氧化锌、聚乙二醇以及受阻酚抗热氧老化分子之间的连接性，避免了使用过程中发生的脱落现象，并进一步拓展了纳米氧化锌的应用范围。
[0023]该一种抗老化的纳米氧化锌改性聚乳酸纤维，将聚乳酸和受阻酚基聚乙二醇改性氧化锌以及各项助剂进行混合，在通过静电纺丝法，最终得到了抗老化的纳米氧化锌改性聚乳酸纤维，聚乙二醇与聚乳酸具有良好的界面相容性，并形成稳定的交联网络，导致纳米氧化锌能够均匀分散在聚乳酸基体中，均匀分散的纳米氧化锌可以起到异相成核的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗老化的纳米氧化锌改性聚乳酸纤维，其特征在于，包括以下步骤：(1)向无水甲苯溶剂中加入纳米氧化锌，超声分散均匀后，继续加入六亚甲基二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，混合均匀后转移至油浴锅中，在但其氛围下以50
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70℃搅拌反应4
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8h，反应结束后离心、洗涤并干燥，得到异氰酸酯化氧化锌；(2)向正己烷溶剂中加入异氰酸酯化氧化锌，超声分散20
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40min，继续加入聚乙二醇，搅拌至完全溶解后，转移至油浴锅中，在80
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100℃下恒温搅拌反应4
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12h，反应结束后离心、洗涤并干燥，得到聚乙二醇改性氧化锌；(3)向甲苯溶剂中加入聚乙二醇改性氧化锌，超声分散至完全溶解，继续加入戊二酸酐，混合均匀后转移至油浴锅中进行反应，产物冷却后离心、洗涤并干燥，得到羧基化聚乙二醇改性氧化锌；(4)向甲苯溶剂中加入羧基化聚乙二醇改性氧化锌，超声分散10
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30min后，继续加入2,2
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硫代双(4
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叔戊基
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叔丁基苯酚)和催化剂，混合均匀，转移至油浴锅中，在60
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80℃下恒温搅拌反应12
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24h，产物冷却后沉淀、抽滤、洗涤并干燥，得到受阻酚基聚乙二醇改性氧化锌；(5)向N,N
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二甲基甲酰胺和二氯甲烷混合溶剂中加入聚乳酸和受阻酚基聚乙二醇改性氧化锌，搅拌混合至形成均一的纺丝液后，转移至静电纺丝机中，设置纺丝电压为15
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20kV、纺丝速度为0.5
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1mL/h、接收距离为12
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16cm，进行纺丝，将产物置于烘箱内干燥，得到抗老化的纳米氧化锌改性聚乳酸纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄云，
申请(专利权)人：南陵县巍曙新材料科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：