[發明專利]一種基于生物基尼龍的高強彈性纖維材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011611796.6
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112760747A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 汪鐘凱;馬儲情;吳茫;穆世玲
• 申請（專利權）人: 安徽農業大學
• 主分類號: D01F8/12
• 分類號: D01F8/12;D01F1/10;C08G69/42
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 葉濛濛

本發明公開一種基于生物基尼龍的高強彈性纖維材料及其制備方法，通過生物基PA與功能聚酰胺、抗氧化劑及其他助劑熔融共混并擠出紡絲，功能聚酰胺與生物基PA通過氫鍵結合有很好的的物理作用，使得生物基尼龍復合材料具有很好的相容性，從而可提升生物基尼龍的機械性能，而抗氧化劑和其他加工助劑可以改善生物基尼龍的加工性能，與現有技術相比，本發明獲得的生物基尼龍纖維性能明顯高于同類聚合物材料，力學性能和回彈性參數如下：斷裂強度1?500Mpa，斷裂伸長率20?2000％，回彈率50?100％，韌性8?500MJ/m³。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體涉及一種基于生物基尼龍的高強彈性纖維材料及其制備方法。

背景技術

尼龍(Nylon)學名尼龍(Polyamidde，簡稱PA)，是分子主鏈上含有重復酰胺基團-[NHCO]-的熱塑性樹脂總稱，屬五大工程塑料之一，具有優異的機械物理性能、耐磨性能、自潤滑性能、耐油性能，是國內外應用最廣泛的一種熱塑性工程塑料。根據單體的來源可將PA分為傳統PA和生物基PA。生物基PA是指相對于傳統石化法制得的PA，通過化工或生物技術將富余糧食或非糧食生物質轉化為生物基單體，再由此單體聚合而成的PA。將尼龍進行紡絲及后處理得到的尼龍纖維在我國被稱為錦綸。錦綸是世界上最早投入工業化生產的合成纖維，也是合成纖維的一個主要品種，具有優良的耐化學腐蝕性能、耐磨損性能、力學性能，在服裝、家紡和工業用途領域應用廣泛。

從全球的經濟發展來看，為了減少對石油基產品的依賴，生物基材料的需求呈日益增長的趨勢，生物基尼龍以目前的發展速度、發展規模和發展水平是遠遠不夠的。因此大力加強生物基尼龍的研究工作尤其是其應用研究己成為必然。然而，對尼龍研究到目前還不夠系統和全面。

傳統純尼龍材料自身性能存在局限性。為了滿足使用需求，擴大材料市場，研究者對其進行改性的研究的熱情與日俱增。改性可分為化學改性和物理共混兩種，物理共混以其操作成本低且效果顯著被廣泛運用于尼龍加工中。相容性是決定共混物形態結構和性能的關鍵因素，但一般的共混體系的相容性并不好，以致于共混效果差，往往效果并不理想。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于解決現有的生物基尼龍韌性差的問題。

本發明通過以下技術手段實現解決上述技術問題的：

一種基于生物基尼龍的高強彈性纖維材料，包括以下重量份數的原料：生物基PA0-1000份，功能聚酰胺0-1000份，天然抗氧化劑0-5份，加工助劑0-5份；

所述功能聚酰胺的結構通式如下：

其中5≤n≤5000，R₁和R₃為脂肪族主鏈結構，R₂為帶有酯基官能團的側鏈結構，R₄為帶有硫醚的主鏈結構。

本發明通過生物基PA與功能聚酰胺、抗氧化劑及其他助劑熔融共混并擠出紡絲，解決了生物基尼龍韌性差的問題，功能聚酰胺與生物基PA有很好的的物理作用，可形成大量氫鍵，使得生物基尼龍復合材料具有很好的相容性，從而可提升生物基尼龍的機械性能，而抗氧化劑和其他加工助劑可以改善生物基尼龍的加工性能。

優選地，所述生物基PA包括PA11、PA10T、PA610、PA1010、PA1012、 PA410、PA56中的一種或多種。

優選地，所述抗氧化劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。

優選地，所述加工助劑包括分散劑、增塑劑、抗靜電劑、均勻劑、偶聯劑、噴涂劑中一種或多種。

優選地，所述R₁和R₃相同或相異，并獨立選自以下結構式中的一種：