【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及改性塑料领域，具体地，涉及一种木质素复合纳米微球改性pe塑料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、聚乙烯作为一种被广泛使用的通用塑料，由于其低成本，多功能的材料性能和可加工性，常常应用于包装薄膜、地膜、管道等方面，但是大部分聚乙烯的应用常常暴露在太阳光，而在太阳光照射下聚乙烯易发生交联、断链等反应，使得聚乙烯的使用寿命普遍较低，其抗紫外性能差，因此制备具有抗紫外能力的聚乙烯复合材料至关重要。
2、目前对聚乙烯进行改性，使其具备抗紫外性能的方法，常常是直接混入紫外屏蔽剂例如木质素、二氧化钛、氧化锌等极性化合物。而聚乙烯是非极性聚合物，常常与极性化合物出现相容性差等问题，导致加工过程中会有混合不均匀的情况出现，同时这些极性化合物若在聚乙烯中团聚还会导致聚乙烯的力学性能下降，影响了实际使用，同时还降低了复合材料的抗紫外能力。对这些极性化合物进行改性后再与聚乙烯共混，是一种提高两者相容性的方法，但大部分的改性方法往往都是繁琐复杂，且大大提高了生产成本，不利于大规模的生产使用。
3、现有技术提供了一种木质素复合聚乙烯材料的制备方法，将木质素均质化改性后与聚乙烯混炼，改善了木质素在聚乙烯材料中的分散性和相容性，但尽管木质素和聚乙烯材料的相容性有所提升，所得复合材料的力学性能也并未得到明显改善，拉伸强度最高仅17.3 mpa。同时，该现有技术并不关注复合材料的抗紫外性能。
技术实现思路
1、为了解决现有技术无法制备得到同时具备高抗紫外性能和高力学性能的改性pe
2、本专利技术的另一目的在于提供一种木质素复合纳米微球改性pe塑料。
3、本专利技术的另一目的在于提供一种木质素复合纳米微球改性pe塑料的应用。
4、本专利技术上述目的通过如下技术方案实现：
5、一种木质素复合纳米微球改性pe塑料的制备方法，包括如下步骤：
6、s1.在反应体系的ph为酸性或中性的条件下使季铵化木质素与纳米tio2反应，反应完成后即可得到木质素复合纳米微球；
7、s2.在100~160℃的温度下使步骤s1所得木质素复合纳米微球、poe、硫辛酸、pe混匀，混匀后成型，即可得到改性pe塑料；
8、所述步骤s2所述木质素复合纳米微球、poe、硫辛酸、pe的质量比为（6~8）： 10：（5~10）：（72~77）。
9、季铵化木质素和纳米tio2都是具有抗紫外能力（即紫外屏蔽能力）的物质，协同作用可以提高pe体系的抗紫外能力。然而在不提前复合的情况下直接将季铵化木质素和纳米tio2加入到pe体系中，会产生两者分散不均匀、分散位点并不一致的问题，这就导致季铵化木质素和纳米tio2难以起到协同提高抗紫外能力的作用。
10、本专利技术中步骤s1的目的就在于使同样具备紫外屏蔽能力的tio2纳米粒子与季铵化木质素能够通过静电吸附作用自组装形成木质素复合纳米微球，在加入到pe体系中后，该纳米微球中的木质素和tio2不会发生相互分离，因此可以协同提高材料的抗紫外能力。在本专利技术的具体实施方式中，步骤s1中季铵化木质素与纳米tio2的质量比可以是5：（1~3）。
11、pe（聚乙烯）作为本专利技术中改性pe塑料的主体，分子结构简单，属于非极性聚合物，与极性的木质素混合后，尽管能够提高抗紫外能力，但会产生相容性差的问题，导致所得木质素复合纳米微球改性pe塑料的力学性能有所下降。同样地，在pe中单独掺杂纳米tio2虽然可以提高聚合物材料的抗紫外性能，但是由于纳米tio2的表面能高、极性强，其与pe的相容性差，在pe体系中分散程度低，由此得到的pe塑料抗紫外老化的稳定性也就较差，同时纳米tio2具有较强的光催化能力，容易加速pe塑料的降解。基于上述理由，需要加入相容剂等物质对季铵化木质素、纳米tio2以及由这两者形成的木质素复合纳米微球进行改性处理。
12、步骤s2中，以poe（马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物）为相容剂，能够提高木质素与pe之间的相容性。硫辛酸在加入复合纳米微球后的pe体系中也能起到一个界面调控的作用，在100~160℃的温度下，使木质素复合纳米微球与液体状熔融硫辛酸共混，硫辛酸在聚合形成聚硫辛酸的同时不仅改善了木质素在pe中分散不均的缺点（因而也就能够提高木质素复合纳米微球在pe体系中的分散程度），且聚硫辛酸与木质素之间具有强氢键作用，使木质素复合纳米微球、pe和聚硫辛酸三者之间可以形成紧密作用的网络结构，同时聚硫辛酸本身具备一定的抗紫外能力，可以与木质素复合纳米微球一起协同提高pe的抗紫外能力。
13、控制步骤s2所述木质素复合纳米微球、poe、硫辛酸、pe的质量比为（6~8）： 10：（5~10）：（72~77），是为了保证在充分发挥木质素复合纳米微球提高抗紫外能力的同时，保证pe体系的力学性能。木质素复合纳米微球、poe和硫辛酸加入的量过多，都会导致pe体系的力学性能下降。
14、通过本专利技术所提供的制备方法制备的木质素改性pe材料，具有较强的界面相互作用，不仅力学性能得到提高，同时还具有优异的抗紫外能力。
15、步骤s1必须在反应体系的ph为酸性或中性的条件下进行的原因是，在碱性条件下季铵化木质素难以稳定存在，这就导致后续的反应难以进行。
16、本专利技术步骤s1所述季铵化木质素可以通过本领域常规方法制备得到。在本专利技术的具体实施方式中，上述季铵化木质素的制备方法，可以包括如下步骤：
17、称取碱木质素0.5g溶解在水中，用氢氧化钠调节ph至9，加入0.1g季铵化试剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，50℃条件下共混2h，得到季铵化木质素。
18、在本专利技术的具体实施方式中，步骤s1中所述使季铵化木质素与纳米tio2反应的操作可以是：使季铵化木质素溶于溶剂a中，得到季铵化木质素溶液并调节ph为酸性或中性后，使纳米tio2溶于溶剂b中，加入阴离子表面活性剂，得到纳米tio2溶液后将纳米tio2溶液加入到季铵化木质素溶液中，使季铵化木质素与纳米tio2反应。
19、需要说明的是，上述反应过程是一种自组装过程，在此过程中季铵化木质素与纳米tio2会通过静电吸附作用发生自组装形成复合纳米微球。
20、更具体地，所述溶剂a可以是水。
21、更具体地，所述溶剂b可以是乙醇。
22、更具体地，所述阴离子表面活性剂可以是十二烷基苯磺酸钠。
23、在本专利技术的具体实施方式中，步骤s2所述混匀的过程可以在开炼机、密炼机或转矩流变仪中进行。
24、更具体地，s2所述混匀的过程在开炼机中进行时转速为5~1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种木质素复合纳米微球改性PE塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述木质素复合纳米微球改性PE塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2还加入了ZDMA。
3.如权利要求2所述木质素复合纳米微球改性PE塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2所述ZDMA与硫辛酸的质量比为（0.8~1.2）：（5~10）。
4. 如权利要求3所述木质素复合纳米微球改性PE塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2所述ZDMA、木质素复合纳米微球、POE、硫辛酸、PE的质量比为1：7： 10：（6~7）：（75~76）。
5. 如权利要求1所述木质素复合纳米微球改性PE塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2所述混匀的时间为5~25 min。
6.如权利要求1所述木质素复合纳米微球改性PE塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1所述反应体系的pH为3~7。
7.如权利要求1所述木质素复合纳米微球改性PE塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1所述反应的温度为40~60℃。
8. 如权利要求7
9.一种通过权利要求1~8任一项所述制备方法制备得到的木质素复合纳米微球改性PE塑料。
10.一种如权利要求9所述木质素复合纳米微球改性PE塑料在制备PE管材、PE薄膜方面的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种木质素复合纳米微球改性pe塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述木质素复合纳米微球改性pe塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2还加入了zdma。
3.如权利要求2所述木质素复合纳米微球改性pe塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2所述zdma与硫辛酸的质量比为（0.8~1.2）：（5~10）。
4. 如权利要求3所述木质素复合纳米微球改性pe塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2所述zdma、木质素复合纳米微球、poe、硫辛酸、pe的质量比为1：7： 10：（6~7）：（75~76）。
5. 如权利要求1所述木质素复合纳米微球改性pe塑料的制备方法，其特...
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。