CN112375343A - 一种耐磨抗老化塑料及其制备工艺 - Google Patents

一种耐磨抗老化塑料及其制备工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN112375343A
CN112375343A CN202011130740.9A CN202011130740A CN112375343A CN 112375343 A CN112375343 A CN 112375343A CN 202011130740 A CN202011130740 A CN 202011130740A CN 112375343 A CN112375343 A CN 112375343A
Authority
CN
China
Prior art keywords
plastic
wear
carbon black
aging
resistant anti
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN202011130740.9A
Other languages
English (en)
Inventor
不公告发明人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN202011130740.9A priority Critical patent/CN112375343A/zh
Publication of CN112375343A publication Critical patent/CN112375343A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/12—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/16—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/78—Preparation processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2248—Oxides; Hydroxides of metals of copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/14—Polymer mixtures characterised by other features containing polymeric additives characterised by shape
    • C08L2205/18—Spheres

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种耐磨抗老化塑料及其制备工艺。本发明通过简捷的工艺一步合成制得聚琥珀酸二庚酯，并以其为主体，制备耐磨抗老化塑料。所制备的聚琥珀酸二庚酯是一种可100％降解为二氧化碳和水的酯类物质，并且结构中并不含有卤族元素、苯环等降解时易产生有毒气体的元素，有效降低塑料降解过程中对环境的伤害。同时，利用纳米氧化铜/炭黑ECP600JD有效提高塑料的强度和耐磨性；利用细菌纤维素和炭黑ECP600JD协同增加塑料的抗老化性；利用微胶囊囊芯中的聚硅氧烷液体与PDABS协同产生塑料老化自修复机制，提高塑料使用寿命；利用PDABS和炭黑ECP600JD协同赋予塑料导电性能，使其可应用于电学领域。

Description

一种耐磨抗老化塑料及其制备工艺
技术领域
本发明涉及塑料技术领域，具体为一种耐磨抗老化塑料及其制备工艺。
背景技术
塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物。在19世纪以前，人们摸索使用沥青、松香、琥珀、虫胶等天然树酯。到1868年时，人们将天然纤维素硝化，用樟脑作增塑剂制成了世界上第一个塑料品种，称为赛璐珞，从此开始了人类使用天然产物改性塑料的历史。而到了1909年世界上人工合成了第一种塑料为酚醛塑料。1920年又出现了苯胺甲醛塑料。这两种塑料的出现为推动电气工业和仪器制造工业的发展起了积极作用，从此，塑料广泛的进入了人们的视野。
随着社会的发展，塑料因为具有质量轻、不腐蚀等特点被广泛应用，以此同时，也出现了越来多的缺点和问题。例如，塑料单体中存在单体制备复杂、常含有氯等有毒物质，污染大气环境等问题。另外，人们经常诟病塑料产品存在易磨损老化较快等问题大大影响了其使用寿命；同时，塑料的绝缘性广受人们喜爱，但限制了其在电学零件方面的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐磨抗老化塑料及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
一种耐磨抗老化塑料，所述耐磨抗老化塑料各原料组分如下：以重量份计，聚琥珀酸二庚酯50～70份、炭黑ECP600JD 20～30份、细菌纤维素5～10份、微胶囊2～4份、PDABS0.5～2份。
进一步的，所述聚琥珀酸二庚酯通过一步法直接合成。
进一步的，所述炭黑ECP600JD为载体，上面负载有纳米氧化铜。
进一步的，所述微胶囊的囊壳是树酯石蜡，囊芯是聚硅氧烷液体。
进一步的，所述PDABS是2,4-已二炔-1-醇-6-醇-4-二甲氨基偶氮苯-4’-磺酸酯。
进一步的，一种耐磨抗老化塑料的制备工艺，包括以下步骤：
(1)准备物料；
(2)制备聚琥珀酸二庚酯；
(3)炭黑负载纳米氧化铜；
(4)制备微胶囊；
(5)制备耐磨抗老化塑料。
进一步的，包括以下步骤：
(1)准备物料：准备庚二醇、琥珀酸、硫酸、炭黑、醋酸铜、细菌纤维素、树酯石蜡、聚硅氧烷液体、PDABS、乙二醇、蒸馏水，备用；
(2)制备聚琥珀酸二庚酯：将称取的庚二醇、琥珀酸、硫酸、蒸馏水在搅拌作用下依次加入反应器中混合均匀，控制搅拌速度为1000～1500rmp；设置酯化温度为100～110℃，反应30～40min后通入氮气气体，氮气通过不锈钢管通入反应液中，继续反应90～100min；设置缩聚温度为110～150℃，反应时间为4～6天，得到聚琥珀酸二庚酯，备用；
(3)炭黑负载纳米氧化铜：
A.称取一定质量的醋酸铜超声溶解于乙二醇溶液中，配制20％醋酸铜乙二醇溶液，备用；
B.将炭黑ECP600JD缓慢加入乙二醇溶液中超声分散，控制超声温度为0～10℃，超声时间为30～40min，得到分散液；将分散液转移至电动搅拌器下，设置转速为200rmp，然后将步骤A中的20％醋酸铜乙二醇溶液在搅拌作用下缓慢加入分散液中，并设置转速为400rmp搅拌2～5h，得到反应液；将反应液转移至微波反应器中，控制反应温度为110～140℃，反应时间为5～10min；反应结束后，过滤、洗涤，干燥，控制干燥温度60～80℃，得到物料粗品；
C.将步骤B中的物料粗品研磨，置于管式炉中以200～400℃热处理1.5～2h，得到纳米氧化铜/炭黑ECP600JD，备用；
(4)制备微胶囊；将称取的树酯石蜡于110～120℃下熔融；将聚硅氧烷液体以喷雾法射入熔融的树酯石蜡液体中，喷头孔径为0.1～0.2mm；冷却后研磨，并置于冷冻干燥机中干燥，控制干燥温度为-20～-30℃，干燥时间为24～30h，得到微胶囊，备用；
(5)制备耐磨抗老化塑料：将步骤(2)中的聚琥珀酸二庚酯和步骤(3)中的纳米氧化铜/炭黑ECP600JD高速混合，挤压，切粒；加入细菌纤维素、微胶囊再次高速混合，控制转速为500～800rpm，反应温度为150～200℃，反应时间为60～90min；通过双螺杆来回挤压成型，得到耐磨抗老化塑料。
进一步的，所述庚二醇与琥珀酸的摩尔比为(1:1.7)～(1:3.5)。
进一步的，所述步骤(2)中通入的氮气流量为10～30mL/min。
进一步的，所述纳米氧化铜/炭黑ECP600JD的最佳负载量为20％～30％。
本技术方案中，通过简捷的工艺一步合成制得聚琥珀酸二庚酯，并以其为主体，制备耐磨抗老化塑料。所制备的聚琥珀酸二庚酯是一种可100％降解为二氧化碳和水的聚酯类物质，并且结构中并不含有卤族元素、苯环等降解时易产生有毒气体的元素，有效降低塑料降解过程中对环境的伤害。但是，由于其结构中含有不饱和键，所以存在耐磨性弱、易老化、拉力和弹性强度弱等缺陷。因此，我们添加炭黑来互补增强塑料的耐磨性，添加细菌纤维素和微胶囊优化塑料易老化的缺点，添加PDABS来提升塑料的拉力和弹性强度；同时添加的物质之间存在多种协同效应，新物质的引入也赋予了塑料导电性能。以下做进一步说明。
炭黑ECP600JD是一种较细的疏水性微孔物质。也因为其本身的特异性，使得其为塑料带来多种优势：其一，炭黑ECP600JD的空间结构给与了聚琥珀酸二庚酯在交联过程中一定的穿插空间，而两种物质结构的相互穿插使得韧性增加，从而有效提升塑料的抗拉伸能力和强度；其二，炭黑ECP600JD由碳组成，一般条件下都不会发生物质变化，增加了塑料的抗老化性能；其三，炭黑ECP600JD本身结构表面的几何机构晶面，具有散射的作用，可有效缓解光老化作用；其四，炭黑ECP600JD是一种超导电炭黑，而PDABS是具有传递电子的共轭双键和偶氮苯两种结构的非线性光学单体，两者协同赋予塑料导电性能。
其中，为了进一步增强塑料的耐磨性，我们以炭黑ECP600JD为载体，将纳米氧化铜负载在炭黑ECP600JD的表面。耐磨机理：当塑料由于外界因素受到小摩擦力时，填充在炭黑ECP600JD和聚琥珀酸二庚酯间隙中的纳米氧化铜粒子由于界面较大且排列无序，在外力的牵引下沿着炭黑ECP600JD的骨架滑动，以此，增加塑料的耐磨性。同时，纳米氧化铜与细菌纤维素间在较高温度下会发生强制水解反应，利用其可以提高炭黑ECP600JD和细菌纤维素的生物相容性。
而细菌纤维素在塑料成分中充当紫外线阻隔剂，与炭黑ECP600JD协同增加塑料的抗老化性能。同时其本身特性增加了塑料透气性，从而扩大塑料的使用范围。
微胶囊的添加不仅增强了塑料的力学性能，还与PDABS协同产生了塑料老化的自修复性能。其囊壳为树酯石蜡，囊芯为聚硅氧烷液体，利用树酯石蜡作为润滑剂，稳定塑料的内部结构、增加力学性能。自修复机制：当塑料老化时，塑料阻隔光的能力减弱、树酯石蜡因老化而破裂，此时囊芯的聚硅氧烷液体由于PDABS光异构化反应产生的分子间作用而向外迁移到塑料表面，形成一层薄膜，抗老化的同时，维持塑料的耐磨性。而PDABS因为光产生顺反异构，产生的局部分子运动，消除聚合物因老化而产生的空隙，以此，共同修复老化带来的损伤。
另外，在聚琥珀酸二庚酯的制备过程中，氮气通入反应液中，并以鼓泡的方式散出，一是为了更好的剥离反应中的水，二是为了增加反应的均匀性，从而提高聚琥珀酸二庚酯的产率和纯度。在纳米氧化铜负载炭黑ECP600JD过程中采用微波反应和管式炉热处理联合的方式，是为了得到纳米粒子大小均一且负载均匀的纳米氧化铜/炭黑ECP600JD。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明以聚琥珀酸二庚酯为主体，利用纳米氧化铜/炭黑ECP600JD有效提高塑料的强度和耐磨性；利用细菌纤维素和炭黑ECP600JD协同增加塑料的抗老化性；利用微胶囊囊芯中的聚硅氧烷液体与PDABS协同产生塑料老化自修复机制，提高塑料使用寿命；利用PDABS和炭黑ECP600JD协同赋予塑料导电性能。
具体实施方式
实施例1：
步骤1：准备物料：准备庚二醇、琥珀酸、硫酸、炭黑、醋酸铜、细菌纤维素、树酯石蜡、聚硅氧烷液体、PDABS、乙二醇、蒸馏水，备用；
步骤2：制备聚琥珀酸二庚酯：将称取的庚二醇、琥珀酸、硫酸、蒸馏水在搅拌作用下依次加入反应器中混合均匀，控制搅拌速度为1000rmp；设置酯化温度为100℃，反应30min后通入氮气气体，氮气通过不锈钢管通入反应液中，继续反应90min；设置缩聚温度为110℃，反应时间为4天，得到聚琥珀酸二庚酯，备用；
步骤3：炭黑负载纳米氧化铜：称取一定质量的醋酸铜超声溶解于乙二醇溶液中，配制20％醋酸铜乙二醇溶液，备用；将炭黑ECP600JD缓慢加入乙二醇溶液中超声分散，控制超声温度为0℃，超声时间为30min，得到分散液；将分散液转移至电动搅拌器下，设置转速为200rmp，然后将20％醋酸铜乙二醇溶液在搅拌作用下缓慢加入分散液中，并设置转速为400rmp搅拌2h，得到反应液；将反应液转移至微波反应器中，控制反应温度为110℃，反应时间为5min；反应结束后，过滤、洗涤，干燥，控制干燥温度60℃，得到物料粗品；将物料粗品研磨，置于管式炉中以200℃热处理1.5h，得到纳米氧化铜/炭黑ECP600JD，备用；
步骤4：制备微胶囊；将称取的树酯石蜡于110℃下熔融；将聚硅氧烷液体以喷雾法射入熔融的树酯石蜡液体中，喷头孔径为0.1mm；冷却后研磨，并置于冷冻干燥机中干燥，控制干燥温度为-20℃，干燥时间为24h，得到微胶囊，备用；
步骤5：制备耐磨抗老化塑料：将聚琥珀酸二庚酯和纳米氧化铜/炭黑ECP600JD高速混合，挤压，切粒；加入细菌纤维素、微胶囊再次高速混合，控制转速为500rpm，反应温度为150℃，反应时间为60min；通过双螺杆来回挤压成型，得到耐磨抗老化塑料。
本实施例中，所述耐磨抗老化塑料各原料组分如下：以重量份计，聚琥珀酸二庚酯50份、炭黑ECP600JD 20份、细菌纤维素5份、微胶囊2份、PDABS 0.5份。
其中，步骤2中庚二醇与琥珀酸的摩尔比为1:1.7；通入的氮气流量为10mL/min。
其中，步骤3中纳米氧化铜/炭黑ECP600JD的负载量为20％。
实施例2：
步骤1：准备物料：准备庚二醇、琥珀酸、硫酸、炭黑、醋酸铜、细菌纤维素、树酯石蜡、聚硅氧烷液体、PDABS、乙二醇、蒸馏水，备用；
步骤2：制备聚琥珀酸二庚酯：将称取的庚二醇、琥珀酸、硫酸、蒸馏水在搅拌作用下依次加入反应器中混合均匀，控制搅拌速度为1500rmp；设置酯化温度为110℃，反应40min后通入氮气气体，氮气通过不锈钢管通入反应液中，继续反应100min；设置缩聚温度为150℃，反应时间为6天，得到聚琥珀酸二庚酯，备用；
步骤3：炭黑负载纳米氧化铜：称取一定质量的醋酸铜超声溶解于乙二醇溶液中，配制20％醋酸铜乙二醇溶液，备用；将炭黑ECP600JD缓慢加入乙二醇溶液中超声分散，控制超声温度为10℃，超声时间为40min，得到分散液；将分散液转移至电动搅拌器下，设置转速为200rmp，然后将20％醋酸铜乙二醇溶液在搅拌作用下缓慢加入分散液中，并设置转速为400rmp搅拌5h，得到反应液；将反应液转移至微波反应器中，控制反应温度为140℃，反应时间为10min；反应结束后，过滤、洗涤，干燥，控制干燥温度80℃，得到物料粗品；将物料粗品研磨，置于管式炉中以400℃热处理2h，得到纳米氧化铜/炭黑ECP600JD，备用；
步骤4：制备微胶囊；将称取的树酯石蜡于120℃下熔融；将聚硅氧烷液体以喷雾法射入熔融的树酯石蜡液体中，喷头孔径为0.2mm；冷却后研磨，并置于冷冻干燥机中干燥，控制干燥温度为-30℃，干燥时间为30h，得到微胶囊，备用；
步骤5：制备耐磨抗老化塑料：将聚琥珀酸二庚酯和纳米氧化铜/炭黑ECP600JD高速混合，挤压，切粒；加入细菌纤维素、微胶囊再次高速混合，控制转速为800rpm，反应温度为200℃，反应时间为90min；通过双螺杆来回挤压成型，得到耐磨抗老化塑料。
本实施例中，所述耐磨抗老化塑料各原料组分如下：以重量份计，聚琥珀酸二庚酯70份、炭黑ECP600JD 30份、细菌纤维素10份、微胶囊4份、PDABS 2份。
其中，步骤2中庚二醇与琥珀酸的摩尔比为1:3.5；通入的氮气流量为30mL/min。
其中，步骤3中纳米氧化铜/炭黑ECP600JD的最佳负载量为30％。
实施例3：
步骤1：准备物料：准备庚二醇、琥珀酸、硫酸、炭黑、醋酸铜、细菌纤维素、树酯石蜡、聚硅氧烷液体、PDABS、乙二醇、蒸馏水，备用；
步骤2：制备聚琥珀酸二庚酯：将称取的庚二醇、琥珀酸、硫酸、蒸馏水在搅拌作用下依次加入反应器中混合均匀，控制搅拌速度为1250rmp；设置酯化温度为105℃，反应35min后通入氮气气体，氮气通过不锈钢管通入反应液中，继续反应95min；设置缩聚温度为130℃，反应时间为5天，得到聚琥珀酸二庚酯，备用；
步骤3：炭黑负载纳米氧化铜：称取一定质量的醋酸铜超声溶解于乙二醇溶液中，配制20％醋酸铜乙二醇溶液，备用；将炭黑ECP600JD缓慢加入乙二醇溶液中超声分散，控制超声温度为5℃，超声时间为35min，得到分散液；将分散液转移至电动搅拌器下，设置转速为200rmp，然后将20％醋酸铜乙二醇溶液在搅拌作用下缓慢加入分散液中，并设置转速为400rmp搅拌3.5h，得到反应液；将反应液转移至微波反应器中，控制反应温度为125℃，反应时间为7min；反应结束后，过滤、洗涤，干燥，控制干燥温度60～80℃，得到物料粗品；将物料粗品研磨，置于管式炉中以300℃热处理1.75h，得到纳米氧化铜/炭黑ECP600JD，备用；
步骤4：制备微胶囊；将称取的树酯石蜡于115℃下熔融；将聚硅氧烷液体以喷雾法射入熔融的树酯石蜡液体中，喷头孔径为0.15mm；冷却后研磨，并置于冷冻干燥机中干燥，控制干燥温度为-25℃，干燥时间为27h，得到微胶囊，备用；
步骤5：制备耐磨抗老化塑料：将聚琥珀酸二庚酯和纳米氧化铜/炭黑ECP600JD高速混合，挤压，切粒；加入细菌纤维素、微胶囊再次高速混合，控制转速为650rpm，反应温度为175℃，反应时间为75min；通过双螺杆来回挤压成型，得到耐磨抗老化塑料。
本实施例中，所述耐磨抗老化塑料各原料组分如下：以重量份计，聚琥珀酸二庚酯60份、炭黑ECP600JD 25份、细菌纤维素7.5份、微胶囊3份、PDABS 1.25份。
其中，步骤2中庚二醇与琥珀酸的摩尔比为1:2.6；通入的氮气流量为20mL/min。
其中，步骤3中纳米氧化铜/炭黑ECP600JD的最佳负载量为25％。
实施例4：与实施例3相同，不加入纳米氧化铜。
实施例5：与实施例3相同，不加入纳米氧化铜/炭黑ECP600JD。
实施例6：与实施例3相同，不加入细菌纤维素。
实施例7：与实施例3相同，不加入微胶囊。
实施例8：与实施例3相同，不加入PDABS。
实施例9：与实施例3相同，不加入炭黑ECP600JD和PDABS。
实验1：
将实施例1-8，分别参照GB/T1040-2006测试标准测试塑料的拉伸强度1，然后将上述塑料置于500W的紫外灯下照射7天，按照同样的方法测试拉伸强度2；参照GB/T5478-2008塑料滚动磨损试验方法计算塑料的磨损率。所得结果如表1所示：
表1
Figure BDA0002735057150000071
Figure BDA0002735057150000081
通过实施例1-3的数据，可以发现所制备的塑料具有优异的耐磨性和抗老化能力。
将实施例3与实施例4的数据对比，可以发现不加入纳米氧化铜，塑料的耐磨性有明显降低；再与实施例5对比，可以发现不加入纳米氧化铜/炭黑ECP600JD，塑料的耐磨性降低更为显著，表明纳米氧化铜和炭黑ECP600JD之间有协同作用，同时，其拉伸强度2下降也尤为明显，表明炭黑ECP600JD确实提高了塑料的抗老化性；再与实施例6对比，可以发现不加细菌纤维素的塑料，其拉伸强度2下降明显，表明细菌纤维素同样增强了塑料的抗老化性，并与炭黑ECP600JD存在协同作用。
将实施例3与实施例7的数据对比，可以发现不加入微胶囊的实施例7的拉伸强度2性能比实施例3下有一定幅度下降，表明微胶囊确实对塑料抗老化有帮助，原因是微胶囊中囊芯的聚硅氧烷液体可以修复塑料老化损伤；再与实施例8对比，可以发现实施例8拉伸强度2更为下降更为明显，原因是PDABS会因光产生顺反异构而产生的局部分子运动，消除聚合物因老化而产生的空隙，修复老化。表明微胶囊与PDABS存在协同作用，产生了自修复机制，可有效提高塑料使用寿命。
实验2：
我们将实施例3、实施例8和实施例9制备的塑料按照GB/T3048.2-2007测试其表面电阻率，以此判断塑料的导电性。
测试结果分别为0.5×104Ω、1.2×104Ω、2×103Ω，对比实验结果可以发现：实施例9塑料并不具有导电性，因为其未加入炭黑ECP600JD和PDABS。而实施例8塑料的电阻率大于实施例3塑料，说明实施例8塑料导电性更优异，表明PDABS确实协同炭黑ECP600JD提高了塑料的导电性能。
下面将对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐磨抗老化塑料，其特征在于：所述耐磨抗老化塑料各原料组分如下：以重量份计，聚琥珀酸二庚酯50～70份、炭黑ECP600JD 20～30份、细菌纤维素5～10份、微胶囊2～4份、PDABS 0.5～2份。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨抗老化塑料，其特征在于：所述聚琥珀酸二庚酯通过一步法直接合成。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨抗老化塑料，其特征在于：所述炭黑ECP600JD为载体，上面负载有纳米氧化铜。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨抗老化塑料，其特征在于：所述微胶囊的囊壳是树酯石蜡，囊芯是聚硅氧烷液体。
5.根据权利要求1所述的一种耐磨抗老化塑料，其特征在于：所述PDABS是2,4-已二炔-1-醇-6-醇-4-二甲氨基偶氮苯-4’-磺酸酯。
6.一种耐磨抗老化塑料的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)准备物料；
(2)制备聚琥珀酸二庚酯；
(3)炭黑负载纳米氧化铜；
(4)制备微胶囊；
(5)制备耐磨抗老化塑料。
7.根据权利要求6所述的一种耐磨抗老化塑料的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)准备物料：准备庚二醇、琥珀酸、硫酸、炭黑、醋酸铜、细菌纤维素、树酯石蜡、聚硅氧烷液体、PDABS、乙二醇、蒸馏水，备用；
(2)制备聚琥珀酸二庚酯：将称取的庚二醇、琥珀酸、硫酸、蒸馏水在搅拌作用下依次加入反应器中混合均匀，控制搅拌速度为1000～1500rmp；设置酯化温度为100～110℃，反应30～40min后通入氮气气体，氮气通过不锈钢管通入反应液中，继续反应90～100min；设置缩聚温度为110～150℃，反应时间为4～6天，得到聚琥珀酸二庚酯，备用；
(3)炭黑负载纳米氧化铜：
A.称取一定质量的醋酸铜超声溶解于乙二醇溶液中，配制20％醋酸铜乙二醇溶液，备用；
B.将炭黑ECP600JD缓慢加入乙二醇溶液中超声分散，控制超声温度为0～10℃，超声时间为30～40min，得到分散液；将分散液转移至电动搅拌器下，设置转速为200rmp，然后将步骤A中的20％醋酸铜乙二醇溶液在搅拌作用下缓慢加入分散液中，并设置转速为400rmp搅拌2～5h，得到反应液；将反应液转移至微波反应器中，控制反应温度为110～140℃，反应时间为5～10min；反应结束后，过滤、洗涤，干燥，控制干燥温度60～80℃，得到物料粗品；
C.将步骤B中的物料粗品研磨，置于管式炉中以200～400℃热处理1.5～2h，得到纳米氧化铜/炭黑ECP600JD，备用；
(4)制备微胶囊；将称取的树酯石蜡于110～120℃下熔融；将聚硅氧烷液体以喷雾法射入熔融的树酯石蜡液体中，喷头孔径为0.1～0.2mm；冷却后研磨，并置于冷冻干燥机中干燥，控制干燥温度为-20～-30℃，干燥时间为24～30h，得到微胶囊，备用；
(5)制备耐磨抗老化塑料：将步骤(2)中的聚琥珀酸二庚酯和步骤(3)中的纳米氧化铜/炭黑ECP600JD高速混合，挤压，切粒；加入细菌纤维素、微胶囊再次高速混合，控制转速为500～800rpm，反应温度为150～200℃，反应时间为60～90min；通过双螺杆来回挤压成型，得到耐磨抗老化塑料。
8.根据权利要求7所述的一种耐磨抗老化塑料的制备工艺，其特征在于：所述庚二醇与琥珀酸的摩尔比为(1:1.7)～(1:3.5)。
9.根据权利要求7所述的一种耐磨抗老化塑料的制备工艺，其特征在于：所述步骤(2)中通入的氮气流量为10～30mL/min。
10.根据权利要求7所述的一种耐磨抗老化塑料的制备工艺，其特征在于：所述纳米氧化铜/炭黑ECP600JD的最佳负载量为20％～30％。
CN202011130740.9A 2020-10-21 2020-10-21 一种耐磨抗老化塑料及其制备工艺 Withdrawn CN112375343A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011130740.9A CN112375343A (zh) 2020-10-21 2020-10-21 一种耐磨抗老化塑料及其制备工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011130740.9A CN112375343A (zh) 2020-10-21 2020-10-21 一种耐磨抗老化塑料及其制备工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112375343A true CN112375343A (zh) 2021-02-19

Family

ID=74580504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011130740.9A Withdrawn CN112375343A (zh) 2020-10-21 2020-10-21 一种耐磨抗老化塑料及其制备工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112375343A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4310149A1 (de) 2022-07-21 2024-01-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Biodegradierbare polysiloxane

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4310149A1 (de) 2022-07-21 2024-01-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Biodegradierbare polysiloxane
DE102022118294A1 (de) 2022-07-21 2024-02-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Biodegradierbare Polysiloxane

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5480400B2 (ja) 帯電防止特性または電気伝導特性を有する全芳香族ポリイミド粉末の製造方法
KR101666881B1 (ko) 내화학성이 우수하고 표면전기저항이 1ω/□ 이하인 무금속 전기전도성 cnt복합소재 제조방법, 이의 제조에 사용되는 cnt펠렛 및 이에 의해 제조된 제품
EP2014718A1 (en) Conductive composition, and their production method
CN107722232B (zh) 一种氧化石墨烯/木质素磺酸钠改性聚氨酯硬质泡沫材料的制备方法
CN109517367B (zh) 一种导电热塑性动态硫化硅橡胶及其制备方法
CN112375343A (zh) 一种耐磨抗老化塑料及其制备工艺
CN110819048A (zh) 一种橡胶材料用石墨烯改性复合乳液及其制备方法
CN108250603B (zh) 一种碳纳米管导电改性的聚苯乙烯载带材料及其制备方法
CN103319824B (zh) 改性增强型聚四氟乙烯复合材料的制备方法
WO2017166917A1 (zh) 一种用于关节轴承的自润滑涂层及其制备方法
CN108774450A (zh) 金属纳米颗粒焊接银纳米线电磁屏蔽浆料的制备方法
Yang et al. Design and properties of fluoroelastomer composites via incorporation of MWCNTs with varied modification
Zhou et al. A bio‐based compatibilizer for improved interfacial compatibility in thermally conductive and electrically insulating graphite/high density poly (ethylene) composites
CN111793208B (zh) 一种三维石墨烯空心球改性的聚酰亚胺材料、其制备方法及改性聚酰亚胺胶黏剂
CN111892820A (zh) 一种高导电硅橡胶及其制备方法和用途
CN112852287A (zh) 一种用纳米碳化硅负载还原氧化石墨烯复合物改性热固型聚酰亚胺的耐磨涂层的制备方法
CN108864406B (zh) 一种高力学强度go/tpu原位聚合方法
CN110358194A (zh) 一种抗静电聚丙烯复合材料及其制备方法
CN113248160B (zh) 一种导电耐热的玻璃纤维及其制备方法
CN113416402B (zh) 一种聚碳酸酯复合树脂和薄膜及其制备方法
CN114196123A (zh) 一种抗迁移三元乙丙橡胶绝热层
CN111253701A (zh) 一种黑磷烯-聚苯胺复合物的制备方法及应用
CN113698708A (zh) 一种三元乙丙橡胶组合物及其制备方法
CN109306094B (zh) 石墨烯橡胶母料的制备方法
CN109762328B (zh) 一种聚吡咯原位插层石墨抗静电塑料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20210219