[發明專利]氨基化淀粉基納米復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610327982.4
• 申請日: 2016-05-17
• 公開（公告）號: CN105733109B
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 馬丕明;趙喜元;蔡曉霞;余鰻漫;東為富;陳明清
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C08L23/26
• 分類號: C08L23/26;C08L15/00;C08L3/04;C08L3/02;C08J3/24
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 王安娜;李翔

本發明公開了一種氨基化淀粉基納米復合材料及其制備方法，以重量份計，包括環氧化聚合物100份、氨基化淀粉納米粒子2～40份、助交聯劑0～3份和聚合物加工助劑3～25份；所述氨基化淀粉納米粒子中淀粉的結構通式為：St?R₀CH(R₁)?R₂。本發明通過將氨基化淀粉納米粒子與環氧化聚合物復合，一方面顯著體現了淀粉納米粒子對聚合物的納米補強效應，賦予聚合物材料綠色環保特性；另一方面，氨基化淀粉納米粒子在環氧化聚合物中充當交聯劑的作用。本發明公開的氨基化淀粉基納米復合材料制備方法簡單、性能優異，可應用于各種橡膠、塑料、膠黏劑等制品。

技術領域

本發明涉及納米復合材料技術領域，具體涉及一種氨基化淀粉基納米復合材料及其制備方法。

背景技術

納米淀粉具有來源廣泛、可再生、無毒、可生物降解、生物相容性好及納米粒子效應等眾多優點，在納米復合材料、生物醫藥、輕工、化工等領域有著重要的潛在應用價值，是納米科技領域研究的熱點之一。

橡膠材料，如乙烯醋酸乙烯酯橡膠、天然橡膠都需要經過補強才能發揮更大的應用價值。傳統的橡膠補強劑主要有炭黑和二氧化硅，這兩類補強劑的制備過程能耗高且不利于環境保護。天然淀粉作為一種環保型填料已經在綠色輪胎中得到應用【CN101787148A】，并且還可添加到熱塑性塑料、大豆蛋白等聚合物中制備綠色環保復合材料。但是，天然淀粉粒徑通常在幾十微米以上，分子親水性強、分子內和分子間氫鍵作用力強，導致淀粉在聚合物基體中分散困難，而且淀粉與聚合物基體(如橡膠)之間作用力弱。可見，淀粉在橡膠基體中主要作為惰性填料使用，嚴重影響了其補強效果。如何提高淀粉在橡膠基體中的分散、顯著減小淀粉粒子的尺寸、提高淀粉粒子與橡膠基體之間的相互作用(尤其是化學鍵合)是提高淀粉補強橡膠性能的關鍵，也是亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種氨基化淀粉基納米復合材料及其制備方法，以提高淀粉在聚合物基體中的分散、減小淀粉粒子的尺寸、提高淀粉粒子與聚合物基體之間的相互作用(尤其是化學鍵合)，從而提高淀粉補強聚合物的機械性能。

基于上述目的，本發明提供的氨基化淀粉基納米復合材料，以重量份計，包括環氧化聚合物100份、氨基化淀粉納米粒子2～40份、助交聯劑0～3份和聚合物加工助劑3～25份；

所述氨基化淀粉納米粒子的結構通式為：St-R₀CH(R₁)-R₂，其中，

St表示淀粉分子，

R₀為碳原子數為1～6的硅氧基和酯基中的一種，

R₁為氫原子、-C_nH_2nNH₂基團、C_nH_2nNHC_mH_2mNH₂基團和-C_nH_2nNHC_mH_2m+1基團中的一種，n，m，p為0～5中的整數；

R₂為-C_nH_2nNH₂基團、C_nH_2nNHC_mH_2mNH₂基團和-C_nH_2nNHC_mH_2mNH C_pH_2pNH₂基團中的一種，n，m，p為0～5中的整數。

在本發明的一些實施例中，所述環氧化聚合物為環氧化乙烯醋酸乙烯酯橡膠、環氧化天然橡膠、環氧樹脂、環氧化聚烯烴和環氧化聚酯中的至少一種。