【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料，特别涉及一种可生物降解复合刷丝材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、聚酰胺纤维俗称尼龙，是分子主链上含有重复酰胺基团-[nhco]-的热塑性树脂总称，包括脂肪族pa，脂肪-芳香族pa和芳香族pa。其中脂肪族pa品种多，产量大，应用广泛，其命名由合成单体具体的碳原子数而定，且其用途非常广泛，一般用于汽车零部件、机械部件、电子电器产品、工程配件等产品。尽管聚酰胺纤维应用广泛，但由于聚酰胺纤维本身分子结构性能的特性，使得聚酰胺纤维在易降解环保性方面不足。
2、目前对pa材料的化学降解主要有光热氧的老化或者水解，老化时需要同时具备光照、高温、氧气的条件下才会开始降解，其分子结构中与亚甲基相连的c-n键和c-c键开始断裂，经过多步的化学反应后，此时的大分子自由基的结构发生了变化，偏向于形成环状化合物以及新的自由基。自由基反应在没有外界的干扰下，会一直进行下去，循环往复，永不停止，直到材料变成渣渣。水解是在酸或碱的作用下，水分子进入到聚酰胺半结晶聚合物的非晶区，增加分子链的流动性，从而破坏分子结构而使材料失效、降解。但是目前pa的两种化学降解方式都存在条件苛刻、降解时间长的问题。
3、同时，鉴于对生活用品需求的发展，对尼龙材料提出了更高的要求，制造高强、坚牢、感观好、加工成型简便的尼龙新材料，是我们当前迫切的任务，而对尼龙进行的普通改进，则容易改变其力学性能，换言之，现有的尼龙材料仍存在不能保证其可生物降解性优异的同时，力学性能强的缺陷。
4、因此，如何开发一种兼具高可生物降解
技术实现思路
1、有鉴于此，为了克服现有技术中存在的上述缺点和不足，本专利技术提供了一种可生物降解复合刷丝材料及其制备方法与应用，实现了保证材料的可生物降解性优异的同时，力学性能强的效果，具有良好的环境效益和社会价值。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种可生物降解复合刷丝材料，按重量份计，其原料包括：改性纤维材料40-70份、改性淀粉15-30份、润滑剂1-5份、增韧剂1-5份、醋酸纤维素1-10份；
4、所述改性纤维材料包括改性聚酰胺、聚乳酸和含有pbs的三氯甲烷溶液；
5、所述改性聚酰胺包括石墨烯、无水乙醇和聚酰胺。
6、优选地，所述含有pbs的三氯甲烷溶液中pbs的质量分数为0.15-0.20％。
7、优选地，所述改性淀粉为用马来酸酐浓溶液糊化后的天然淀粉。
8、本专利技术还提供了上述技术方案所述可生物降解复合刷丝材料的制备方法，包括以下步骤：
9、1)将石墨烯、无水乙醇和聚酰胺混匀后静置，再加入甲酸和分散剂在搅拌条件下进行第一改性，将所得第一改性反应液依次进行过滤、洗涤、干燥，得到改性聚酰胺；
10、2)将改性聚酰胺、聚乳酸和含有pbs的三氯甲烷溶液混匀后在搅拌条件下进行第二改性，将所得第二改性反应液依次进行过滤、洗涤、干燥，得到改性聚酰胺；
11、3)将所述改性纤维材料与改性淀粉、润滑剂、增韧剂和醋酸纤维素混合搅拌混匀后，依次经双螺杆挤出机挤出成型、冷却、切粒和干燥，得到可生物降解复合材料；
12、4)对所述可生物降解复合材料进行纺丝，得到可生物降解复合刷丝材料。
13、优选地，所述步骤1)中的分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮。
14、优选地，所述步骤1)中石墨烯、无水乙醇和聚酰胺的摩尔比为0.5-0.8：15-20：1-1.5。
15、优选地，所述步骤1)中聚酰胺包括聚酰胺-6、聚酰胺-66和聚酰胺-610中至少一种。
16、优选地，所述步骤2)中改性聚酰胺、聚乳酸与pbs的摩尔比为12-15：7-10：0.5-1.5。
17、优选地，所述步骤2)中聚乳酸的数均分子量范围为2×104-4×104。
18、优选地，所述步骤2)中pbs为市售的25777-14-4品牌。
19、优选地，所述步骤3)中润滑剂包括硬脂酸单甘油酯、乙撑双月桂酰胺和乙撑双油酸酰胺中至少一种。
20、优选地，所述步骤3)中增韧剂包括甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物和/或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。
21、本专利技术还提供了上述技术方案所述可生物降解复合刷丝材料在制备毛刷中的应用。
22、本专利技术采用向改性后的聚酰胺中掺杂可生物降解性能优异的聚乳酸、pbs的方式，制备改性纤维材料，并通过将改性纤维材料与改性淀粉、润滑剂、增韧剂、醋酸纤维素共混后，挤出、拉丝的工艺，制备可生物降解复合刷丝材料，本专利技术通过各原料之间相互配合，共同作用，实现了保证材料的可生物降解性优异的同时，力学性能强的效果。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果为：
24、本专利技术采用先利用石墨烯对聚酰胺进行改性，后向其中掺杂可生物降解性能优异的聚乳酸、pbs的方式，制备改性纤维材料，实现了提高材料的缺口冲击、拉伸等力学性能的同时，保证了材料的可生物降解性能优异的效果。
25、天然淀粉虽然为可生物降解材料，但是其分子间存在氢键，进而导致其溶解性很差，难于加工，本专利技术利用马来酸酐浓溶液对天然淀粉进行改性，显著提高原料之间的相容性，且进一步增强材料的可生物降解性。
26、本专利技术提供的可生物降解复合刷丝材料适用于各种毛刷、容器、制件的制备，应用范围广，且可被土壤中的微生物分解和吸收，对环境污染小，具有良好的环境效益和社会价值。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种可生物降解复合刷丝材料，其特征在于，按重量份计，其原料包括：改性纤维材料40-70份、改性淀粉15-30份、润滑剂1-5份、增韧剂1-5份、醋酸纤维素1-10份；
2.根据权利要求1所述可生物降解复合刷丝材料，其特征在于，所述含有PBS的三氯甲烷溶液中PBS的质量分数为0.15-0.20％。
3.根据权利要求1所述可生物降解复合刷丝材料，其特征在于，所述改性淀粉为用马来酸酐浓溶液糊化后的天然淀粉。
4.一种如权利要求1所述可生物降解复合刷丝材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中石墨烯与无水乙醇、聚酰胺的摩尔比为0.5-0.8：15-20：1-1.5。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中改性聚酰胺、聚乳酸与PBS的摩尔比为12-15：7-10：0.5-1.5。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中增韧剂包括甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物和/或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。
10.一种如权利要求1-3任一项所述可生物降解复合刷丝材料或根据权利要求4-9任一项制备方法制备得到的可生物降解复合刷丝材料在制备毛刷中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种可生物降解复合刷丝材料，其特征在于，按重量份计，其原料包括：改性纤维材料40-70份、改性淀粉15-30份、润滑剂1-5份、增韧剂1-5份、醋酸纤维素1-10份；
2.根据权利要求1所述可生物降解复合刷丝材料，其特征在于，所述含有pbs的三氯甲烷溶液中pbs的质量分数为0.15-0.20％。
3.根据权利要求1所述可生物降解复合刷丝材料，其特征在于，所述改性淀粉为用马来酸酐浓溶液糊化后的天然淀粉。
4.一种如权利要求1所述可生物降解复合刷丝材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王珉，刘雪珍，崔玉华，
申请(专利权)人：广州傲群刷业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。