[發明專利]一種接枝型多功能無緯布及其制備方法

有效

• 申請號: 202210172732.3
• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114481627B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 向萌;汪民;魯彤;吳靜;高重陽;梁正輝;陳含冰;史蘇凡;楊洲;李桂林
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: D06M15/572
• 分類號: D06M15/572;D06M11/74;D06M11/83;C08G18/66;C08G18/42;C08G18/10;C08G18/64;C08G18/34;D06M101/20
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 馬曉敏

1.一種接枝型多功能無緯布，其特征在于，包括超高分子量聚乙烯纖維，以及填充在所述超高分子量聚乙烯纖維中的樹脂，所述樹脂中具有異質導電通道；

所述異質導電通道為負載有片層結構碳基功能材料和液態金屬的纖維素材料，所述纖維素材料表面具有纖維素羥基，所述異質導電通道被保護在纖維素材料的微米孔道中；所述樹脂通過所述纖維素羥基與所述異質導電通道接枝；

所述樹脂為水性聚氨酯；

所述片層結構碳基功能材料為還原氧化石墨烯，粒徑20nm-1μm；

所述液態金屬為三元鎵銦錫合金或二元鎵銦合金中的一種；

所述纖維素材料為植物纖維；

所述異質導電通道的構造方法包括如下步驟：

(1)機械力的作用下處理具有微米級孔道結構的植物纖維，使所述植物纖維上的木質素和半纖維素在機械力的作用下發生脫離而使纖維素羥基暴露于植物纖維的表面；所述植物纖維為絲瓜絡纖維，粒徑范圍為0.1-3mm，孔道尺寸20μm-500μm；

(2)將經過步驟1處理過的所述植物纖維與所述片層結構碳基功能材料投入水熱反應釜中，加入溶劑，先進行超聲處理再進行水熱處理，待反應完成后，過濾烘干，得到負載有片層結構碳基功能材料的植物纖維；

(3)將步驟2的產物與所述液態金屬投入水熱反應釜中，加入分散劑溶液，先進行超聲處理在進行水熱處理，待反應完成后，過濾烘干，得到負載有片層結構碳基功能材料以及液態金屬的植物纖維，即所述異質導電通道構造完成，所述異質導電通道被保護在植物纖維的微米孔道中。

2.根據權利要求1所述的一種接枝型多功能無緯布，其特征在于，所述樹脂的固含量為30-40wt％，所述樹脂占所述接枝型多功能無緯布重量的15-25％；所述超高分子量聚乙烯纖維的分子量高于100萬。

3.根據權利要求1所述的一種接枝型多功能無緯布，其特征在于，所述三元鎵銦錫合金中Ga:In:Sn＝(66-70)wt％:(19-23)wt％:(7-12)wt％，所述二元鎵銦合金中Ga:In＝(73-82)wt％:(18-27)wt％。

4.根據權利要求1所述的一種接枝型多功能無緯布，其特征在于，所述碳基功能材料在所述植物纖維中的質量百分含量為2-30％；所述液態金屬在所述植物纖維中的質量百分含量為2-30％；所述植物纖維占所述樹脂重量的5-20％。

5.根據權利要求1所述的一種接枝型多功能無緯布，其特征在于，所述溶劑為DMF；所述分散劑溶液為鹽酸多巴胺溶液，所述鹽酸多巴胺溶液的濃度為1-20wt％；

步驟(1)中產生的所述機械力為旋轉力，轉速3000-5000rpm，所述機械力的作用時間為3-5min；步驟(2)和步驟(3)中所述超聲處理的功率為100-500W、超聲時間為5-60min；步驟(2)和步驟(3)中所述水熱處理的溫度為100-150℃、時間為60-480min。

6.根據權利要求1-5任一項所述的接枝型多功能無緯布的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將表面具有纖維素羥基的異質導電通道作為大分子擴鏈劑，以2,2-二羥甲基丙酸為親水擴鏈劑，以異氰酸酯和多元醇為單體，合成異質導電通道接枝的水性聚氨酯；

(2)采用浸漬或者涂覆的方式使具有異質導電通道接枝的水性聚氨酯填充并固化在超高分子量聚乙烯樹脂中制得接枝型多功能無緯布。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述多元醇為聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇，所述異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯；

所述水性聚氨酯的合成過程為：氮氣保護下，將計量的所述異氰酸酯和所述多元醇在80-90℃下預聚反應2h；所述預聚反應結束后，加入所述親水擴鏈劑和所述大分子擴鏈劑以及有機錫催化劑再繼續反應0.5-1h，降溫至低于50℃后加入與所述親水擴鏈劑等物質的量的三乙胺進行中和，然后在1000rpm攪拌轉速下，加水乳化0.5-1h，得到具有異質導電通道接枝改性的水性聚氨酯。