[發明專利]一種用于MJR3D打印椰子殼纖維表面接枝氧化石墨烯增強尼龍12復合材料及其制備

在審

• 申請號: 202210090429.9
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN114350142A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 鄭玉嬰;陸祖輝
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08L87/00;C08G83/00;C08J5/06;B33Y70/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 俞舟舟;蔡學俊

1.一種用于MJR3D打印椰子殼纖維表面接枝氧化石墨烯增強尼龍12復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）氧化石墨烯GO的制備；

（2）椰子殼纖維CSSP進行堿化處理：

將椰子殼纖維浸泡在 5 wt% NaOH溶液中6h，去除表面雜質，隨后用蒸餾水洗滌直至pH值為7，在烘箱中在60℃下干燥48h，得到堿化椰子殼纖維；

（3）椰子殼纖維表面修飾氨基化處理：

a、在步驟（2）得到的堿化椰子殼纖維中加入去離子水攪拌，用酸滴定調節pH值為5～6，加入N-(3-二甲氨基丙基)-N′-乙基碳二亞胺鹽酸鹽和N-羥基丁二酰亞胺，活化15min，得到活化后的椰子殼纖維懸濁液；其中，堿化椰子殼纖維質量與去離子水的體積比為1mg:0.25~0.55mL；堿化椰子殼纖維與N-(3-二甲氨基丙基)-N′-乙基碳二亞胺鹽酸鹽和N-羥基丁二酰亞胺之和的質量比為1~3:1，其中N-(3-二甲氨基丙基)-N′-乙基碳二亞胺鹽酸鹽與N-羥基丁二酰亞胺的質量比為1：1；

b、將γ-巰丙基三甲氧基硅烷加入去離子水中，加熱至60℃，水解10min 后，再加入活化后的椰子殼纖維懸濁液，攪拌反應10h，之后用去離子水洗滌，真空干燥，得到氨基化的椰子殼纖維；其中，所述γ-巰丙基三甲氧基硅烷與活化后的椰子殼纖維懸濁液的質量比為1:1～4；

（4）椰子殼纖維表面接枝氧化石墨烯CSSP@GO制備：

將步驟（1）得到的氧化石墨烯分散至水中超聲2～3h，得到濃度為 0.1～0.5mg/mL的氧化石墨烯分散液，然后依次加入4-二甲氨基吡啶和步驟（3）得到的氨基化的椰子殼纖維，常溫攪拌下反應 2h，真空干燥，得到椰子殼纖維表面接枝氧化石墨烯；其中，氧化石墨烯與氨基化的椰子殼纖維的質量比為 0.01~0.1:1；氨基化的椰子殼纖維與4-二甲氨基吡啶的質量比為1～10：1；

（5）椰子殼纖維表面接枝氧化石墨烯增強尼龍12復合材料CSSP@GO-g-PA12制備：

將椰子殼纖維表面接枝氧化石墨烯、尼龍12料粒、受阻酚類與亞磷酸酯類復合抗氧劑、硬脂酸鈣和由乙醇、丁酮、二甘醇、去離子水組成的混合溶劑按一定比例配置；將反應體系置于不銹鋼高溫反應釜中，并在油浴鍋里進行反應，反應溫度為170℃，反應時間為2小時；待反應體系中尼龍12料粒完全溶解，接著劇烈攪拌，以一定的速度冷卻，讓尼龍12料粒在此過程中以CSSP@GO為核心異質形核，并包覆在CSSP@GO的表面上，接著快速冷卻到室溫，得到CSSP@GO-g-PA12復合粉末懸浮液；經真空抽濾回收溶劑、干燥和球磨工序后得到CSSP@GO-g-PA12復合粉末。

2. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：受阻酚類與亞磷酸酯類復合抗氧劑，其組成為受阻酚類抗氧劑CHEMNOX 1010，含量為60wt%~80wt%；亞磷酸酯類抗氧劑亞磷酸三苯酯TPP，含量為20wt%~40wt%；加入的復合抗氧劑的質量為尼龍12質量的0.5%，加入硬脂酸鈣質量為尼龍12質量的0.5%。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：尼龍12料粒與CSSP@GO之和與混合溶劑的質量比為1：10~1：20。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：混合溶劑中去離子水含量控制在1wt%以下，丁酮和二甘醇含量不超過10wt%。