一种炔基化改性聚酰胺/木质素形状记忆复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种炔基化改性聚酰胺/木质素形状记忆复合材料及其制备方法，所述炔基化改性聚酰胺/木质素形状记忆复合材料，由包括如下重量份数的组分制成：炔基化改性木质素10～50份，式I所示的改性聚酰胺50～90份。本发明专利技术所提供的复合材料中形成了共网络结构，兼具木质素

【技术实现步骤摘要】
一种炔基化改性聚酰胺/木质素形状记忆复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于生物基功能性材料
，具体涉及一种炔基化改性聚酰胺/木质素形 状记忆复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]形状记忆材料是一种智能材料，这类材料通过感知环境变化后，对其形状、位置、 应变等力学参数进行调整，最后能够恢复到初始状态。目前，备受研究人员关注的是形 状记忆材料中形状记忆高分子材料，这类材料最早是由Mather在1940提出，当时 Mather称其为“弹性记忆”。根据作用机理的不同，形状记忆高分子(SMP)可分为热致 型、光致型、电致型、磁致型和化学感应型形状记忆高分子。SMP具有密度小、可恢复 变形量大、生产成本低、易加工成型、印刷性好、耐腐蚀等优点。
[0003]木质素是储量仅次于纤维素的天然生物质高分子，作为造纸和生物炼制工业的副产 物，产量巨大，仍未充分发挥出使用价值，亟待高值化利用。木质素的主要结构单元为 对香豆醇、松柏醇和芥子醇，这三种单元通过碳碳键和醚键连接在一起，形成无定形超 支化结构。木质素具有多种官能团，羟基的邻位是木质素的反应位点，这使得可以在木 质素中引入所需要的基团，赋予特定的功能。因此，本专利技术提供了一种炔基化改性聚酰 胺/木质素形状记忆复合材料及其制备方法。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种炔基化改 性聚酰胺/木质素形状记忆复合材料。
[0005]本专利技术还要解决的技术问题是提供上述炔基化改性聚酰胺/木质素形状记忆复合材 料的制备方法。
[0006]为了解决上述第一个技术问题，本专利技术公开了一种炔基化改性聚酰胺/木质素形状记 忆复合材料，其由包括如下重量份数的组分制成：炔基化改性木质素10～50份，式I所 示的改性聚酰胺50～90份；
[0007][0008]其中，2≤n≤100。
[0009]在一些实施例中，所述复合材料的形状固定率为85％
‑
99.2％；在一些实施例中，所 述复合材料的形状固定率为。
[0010]在一些实施例中，所述复合材料的形状恢复率为70％
‑
95％；在一些实施例中，所
述 复合材料的形状恢复率为74％～91％。
[0011]在一些实施例中，所述炔基化改性木质素的制备方法为：于碱性醇溶液中，木质素、 3
‑
乙炔苯胺和甲醛反应，即得含有炔基化改性木质素的反应液。
[0012]其中，所述木质素包括但不限于硫酸盐木质素、有机木质素、碱木质素、酶解木质 素和木质素硫酸盐。
[0013]其中，所述木质素、3
‑
乙炔苯胺和甲醛重量比为20：3～5：0.5～1.5。
[0014]其中，所述碱性醇溶液为氢氧化钠和醇的混合溶液；所述碱性醇溶液的pH＝12～13； 所述醇为乙醇；所述碱性醇溶液中醇与水的体积比为3：4～10，优选为3：7；所述碱性 醇溶液中，木质素、3
‑
乙炔苯胺和甲醛的混合溶液中，木质素的质量浓度为25％以下。
[0015]其中，所述反应的温度为70～90℃；所述反应的时间为3～5h；所述反应具体为在 70～90℃下回流搅拌3～5h。
[0016]其中，所述反应结束后，调节pH＝3～4，使其沉淀，水洗，过滤，干燥，即得炔基 化改性木质素。
[0017]在一些实施例中，式I所示的改性聚酰胺的制备方法为：于无水N
‑
甲基吡咯烷酮中， 二胺、3
‑
乙炔苯胺、三乙胺和间苯二甲酰氯冰浴下进行第一反应，升温后进行第二反应， 即得含有式I所示的改性聚酰胺的反应液。
[0018]其中，所述二胺为碳原子数为6至12的二胺，包括但不限于1,6
‑
己二胺、1,9
‑
壬二 胺、1,10
‑
癸二胺和1,12
‑
二氨基十二烷。
[0019]其中，所述二胺、3
‑
乙炔苯胺、三乙胺和间苯二甲酰氯的用量比为1g：0.1～0.4g：2 ～3mL：0.8～1g，优选为1g：0.15～0.37g：2.35～2.68mL：0.85～0.98g。
[0020]其中，所述无水N
‑
甲基吡咯烷酮与二胺的用量比为10～13mL：1g，优选为 10.69～12.17mL：1g。
[0021]其中，所述第一反应的时间为10～50min，优选为20～40min，进一步优选为30min。
[0022]其中，所述第二反应的温度为40～80℃，优选为50～70℃，进一步优选为60℃；所 述第二反应的时间为1～2h，优选为1.2～1.8h，进一步优选为1.5h。
[0023]为了解决上述第二个技术问题，本专利技术还公开了上述炔基化改性聚酰胺/木质素形状 记忆复合材料的制备方法。
[0024]在一些实施例中，所述制备方法为将炔基化改性木质素溶解于第一溶剂中得到第一 反应液，将式I所示的改性聚酰胺溶于第二溶剂中得到第二反应液，将第一反应液和第 二反应液混合均匀，挥发去除溶剂得到混合物，所得混合物固化，即得所述炔基化改性 聚酰胺/木质素形状记忆复合材料。
[0025]其中，所述第一溶剂和第二溶剂分别独立地选自六氟异丙醇、四氢呋喃，或前述两 种溶剂的组合。
[0026]其中，对所述第一溶剂和所述第二溶剂的用量仅能确保溶解即可，没有其他要求； 在一些实施例中，所述炔基化改性木质素和第一溶剂的重量比为10～50：30～400；在一 些实施例中，所述式I所示的改性聚酰胺和第二溶剂的重量比为50～90：300～500。
[0027]其中，所述固化的温度为230～270℃，优选为240～260℃，进一步优选为250℃； 所述固化的时间为30～40min。
[0028]本专利技术通过上述方法制备得到的炔基化改性聚酰胺/木质素形状记忆复合材料中
炔 基化改性木质素与式I所示的改性聚酰胺之间形成共网络结构(简述为AB共网络结构)。 本专利技术提出了制备木质素AB共网络形状记忆材料的新思路。拟利用木质素的结构特点， 通过炔基化改性木质素引入热交联基团，与同样具有热交联基团的生物基聚酰胺交联， 得到的材料AB共网络；AB共网络，可通过调整A、B两种分子链段的比例，或者 调整A、B两种分子链段链长的大小，可以方便地调节材料的转变温度、不同转变相的 比例、机械性能和形状记忆性能，为生物基智能材料的开发提供了技术借鉴。
[0029]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下优势：
[0030]1.本专利技术通过调节原料的投入比例，从而来控制生物基聚酰胺的分子量，最终控制 形状记忆的开关温度，整个形状记忆的体系的可调节性较高。
[0031]2.本专利技术的材料中木质素、生物基聚酰胺均为生物质资源，对生物质资源的利用效 率很高。将木质素与所合成的生物基聚酰胺结合，开发出性能优异形状记忆材料，体现 出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种炔基化改性聚酰胺/木质素形状记忆复合材料，其特征在于，由包括如下重量份数的组分制成：炔基化改性木质素10～50份，式I所示的改性聚酰胺50～90份；其中，2≤n≤100。2.根据权利要求1所述炔基化改性聚酰胺/木质素形状记忆复合材料，其特征在于，所述复合材料的形状固定率为85％
‑
99.2％；优选地，所述复合材料的形状恢复率为70％
‑
95％，优选为74％～91％。3.根据权利要求1或2所述炔基化改性聚酰胺/木质素形状记忆复合材料，其特征在于，所述炔基化改性木质素的制备方法为：于碱性醇溶液中，木质素、3
‑
乙炔苯胺和甲醛反应，即得含有炔基化改性木质素的反应液。4.根据权利要求3所述炔基化改性聚酰胺/木质素形状记忆复合材料，其特征在于，所述木质素、3
‑
乙炔苯胺和甲醛重量比为20：3～5：0.5～1.5；优选地，所述碱性醇溶液的pH＝12～13；优选地，所述醇为乙醇；优选地，所述碱性醇溶液中醇与水的体积比为3：4～10；优选地，所述碱性醇溶液中，木质素、3
‑
乙炔苯胺和甲醛的混合溶液中，木质素的质量浓度为25％以下。5.根据权利要求3所述炔基化改性聚酰胺/木质素形状记忆复合材料，其特征在于，所述反应的温度为70～90℃；优选地，所述反应的时间为3～5h。6.根据权利要求1或2所述炔基化改性聚酰胺/木质素形状记忆复合材料，其特征在于，式I所示的改性聚酰胺的制备方法为：于无水N
‑
甲基吡咯烷酮中，二胺、3
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乙炔苯胺、三乙胺和间苯二甲酰氯冰浴下进行第一反应，升温后进行第二反应，即得含有式I所示的改性聚酰胺的反应液。7.根据权利要求6所述炔基化改性聚酰胺/木质素形状记忆复合材料，其特征在于，所述的二胺为碳原子数为6至12的二胺，优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，杨晨，朱晨杰，庄伟，谭卓涛，沈涛，杨朋朋，应汉杰，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：