【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料，具体涉及一种生物可降解改性pet共聚酯材料的合成方法。
技术介绍
1、随着环境问题的日益严峻，传统塑料材料因其难以降解的特性而饱受争议。在这样的背景下，开发新型环保材料成为了科研和产业界的共同目标。其中，聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）凭借其独特的生物可降解优势，成为了传统石油基不可降解塑料的替代品之一。由于pet结构中含有大量刚性苯环结构，因此其具有良好的耐磨性、耐热性和耐化学性，目前已经在面料、包装材料以及工程塑料等领域具有重要应用，并且用量逐年递增，已经成为仅次于聚烯烃的第二大合成高分子材料。
2、正是由于pet结构中含有大量刚性苯环，这虽然能为其带来更多优势，但是也同样导致了其分子链的柔性较差，冲击韧性不佳，另外，作为高分子材料，其属于易燃材料，而且在燃烧时还会产生熔滴现象，引起火势蔓延，存在较大安全隐患，这些缺点都很大程度上造成pet在高性能工程塑料领域的应用存在巨大障碍，因此，亟需开发综合性能更加优异的pet材料。
3、申请号为cn202010589386.x的专利技术专利公开了一种阻燃pet材料及其制备方法，通过添加十溴二苯醚和改性硼酸锌组成复合阻燃剂，提升pet材料的阻燃性能和力学性能，然而卤系阻燃剂由于在燃烧过程中会产生大量有害气体，不利于环境保护，因此逐渐被淘汰，而非卤磷系阻燃剂大多存在易挥发迁移的现象，因此难以保障pet的长效阻燃性能。基于此，本专利技术提供了一种生物可降解改性pet共聚酯材料，具有良好的机械力学性能，而且阻燃性能优异，能够满足高性能工程塑料的要求。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种生物可降解改性pet共聚酯材料的合成方法。
2、一种生物可降解改性pet共聚酯材料的合成方法，所述改性pet共聚酯材料包括以下重量份的原料：65-75份pet、2-6份阻燃功能剂、1-3.5份植物纤维添加剂、10-15份增容剂、0.5-1.5份抗氧剂、1-2份润滑剂；
3、所述合成方法包括以下步骤：
4、s1、将各个原料按照重量份数备齐；
5、s2、将pet、阻燃功能剂、植物纤维添加剂、增容剂、抗氧剂和润滑剂加入至混料机中，机械搅拌混匀后，通过喂料斗喂入双螺杆挤出机中，设置各区温度依次为270±5℃、280±5℃、285±5℃、285±5℃、280±5℃、275±5℃，机头温度设置为270±5℃，螺杆转速为200-300rpm，经熔融挤出形成母粒，切粒，即可制得改性pet共聚酯材料；
6、所述植物纤维添加剂为表面修饰有聚酯多元醇的棕榈纤维。
7、进一步地，所述阻燃功能剂的制备方法如下所示：
8、向充满氮气的反应釜中加入1,5-双（环氧丙氧丙基）-3-苯基-1,1,3,5,5-五甲基三硅氧烷和n,n-二甲基甲酰胺，开启搅拌，混匀后，再将反应型含磷试剂加入至反应釜中，通入氮气保护，逐渐升温至100-110℃，持续搅拌3-6h，然后撤去氮气，蒸发去除溶剂，降温出料，收集固体物，即可制得阻燃功能剂。
9、进一步地，所述反应型含磷试剂为亚磷酸二乙酯或者亚磷酸二甲酯。
10、进一步地，所述1,5-双（环氧丙氧丙基）-3-苯基-1,1,3,5,5-五甲基三硅氧烷和反应型含磷试剂的摩尔比为1:2。
11、具体来说，1,5-双（环氧丙氧丙基）-3-苯基-1,1,3,5,5-五甲基三硅氧烷结构中含有两当量的环氧取代基，可以在高温条件下，与亚磷酸酯类反应型含磷试剂结构中的p-h发生开环反应，形成结构中同时含有硅和磷阻燃元素的协效阻燃剂，即阻燃功能剂。
12、进一步地，所述植物纤维添加剂的制备方法包括以下步骤：
13、ss1、将棕榈纤维分散在四氢呋喃中，形成分散液，然后将氯乙基异氰酸酯加入至分散液中，开启加热，将温度逐渐升高至60-70℃，并加入金属锡催化剂，加完后，持续搅拌3-5h，出料，分离收集纤维料，制得棕榈纤维改性物；
14、ss2、将棕榈纤维改性物与甲苯溶剂混合，超声分散至形成均相分散液后，再将氢氧化钠水溶液加入至分散液中，于50-60℃温度条件下搅拌2-4h，然后再加入聚醚多元醇，加毕，逐渐升温至70-80℃，在该温度下保持4-6h，降温出料，制得植物纤维添加剂。
15、进一步地，所述步骤ss1中，棕榈纤维的长度为1-3mm。
16、进一步地，所述步骤ss1中，金属锡催化剂为二(十二烷基硫)二丁基锡、辛酸亚锡或者二月桂酸二丁基锡中的任一种。
17、进一步地，所述步骤ss2中，氢氧化钠水溶液的质量分数为20-30%。
18、进一步地，所述步骤ss2中，聚醚多元醇为聚醚二元醇或者聚醚三元醇。
19、具体来说，通过使用金属锡催化剂，催化棕榈纤维表面的羟基与氯乙基异氰酸酯结构中的异氰酸酯基团首先发生胺酯化反应，从而在棕榈纤维表面修饰卤素取代基，制得棕榈纤维改性物，然后通过使用氢氧化钠进行催化，使卤素基团能够进一步与聚醚多元醇结构中的羟基进行取代，从而在棕榈纤维表面接枝大分子聚醚多元醇，制得物纤维添加剂。
20、进一步地，所述增容剂为马来酸酐接枝聚乙烯或者马来酸酐接枝聚丙烯；所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂168或者抗氧剂1010中的任一种；所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙或者硬脂酸中的任一种。
21、有益的技术效果在于：
22、（1）本专利技术制得的阻燃功能剂结构中含有刚性苯环和因开环反应产生的活性羟基，在后续的高温熔融挤出过程中，刚性苯环能够与pet分子链中的苯环产生共轭作用，而活性羟基能够与pet产生氢键缔合，从而使阻燃功能剂能够与pet基体之间产生强烈的相互作用，使其难以发生迁移挥发现象。此外，阻燃功能剂结构中同时含有阻燃元素磷和硅，在材料发生燃烧时，能够迅速形成沉积硅氧化物的致密碳层，阻止材料的进一步燃烧，进而提高材料的阻燃性能。
23、（2）本专利技术通过制备表面修饰有大分子作为聚酯多元醇的棕榈纤维作为植物纤维添加剂，首先，聚酯多元醇结构端部含有羟基，同样能够与pet分子链形成氢键缔合，进而形成以棕榈纤维为氢键缔合网络中心的交织型结构，一方面利用棕榈纤维的优势，起到良好的应力载荷传递效果，增强材料的力学强度，另一方面利用聚酯多元醇的柔性结构，提高pet分子链的柔性，提高材料的冲击韧性。
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1.一种生物可降解改性PET共聚酯材料的合成方法，其特征在于，所述改性PET共聚酯材料包括以下重量份的原料：65-75份PET、2-6份阻燃功能剂、1-3.5份植物纤维添加剂、10-15份增容剂、0.5-1.5份抗氧剂、1-2份润滑剂；
2.根据权利要求1所述的生物可降解改性PET共聚酯材料的合成方法，其特征在于，所述反应型含磷试剂为亚磷酸二乙酯或者亚磷酸二甲酯。
3.根据权利要求1所述的生物可降解改性PET共聚酯材料的合成方法，其特征在于，所述1,5-双（环氧丙氧丙基）-3-苯基-1,1,3,5,5-五甲基三硅氧烷和反应型含磷试剂的摩尔比为1:2。
4.根据权利要求1所述的生物可降解改性PET共聚酯材料的合成方法，其特征在于，所述植物纤维添加剂的制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的生物可降解改性PET共聚酯材料的合成方法，其特征在于，所述步骤SS1中，棕榈纤维的长度为1-3mm。
6.根据权利要求4所述的生物可降解改性PET共聚酯材料的合成方法，其特征在于，所述步骤SS1中，金属锡催化剂为二(十二烷基硫)二
7.根据权利要求4所述的生物可降解改性PET共聚酯材料的合成方法，其特征在于，所述步骤SS2中，氢氧化钠水溶液的质量分数为20-30%。
8.根据权利要求4所述的生物可降解改性PET共聚酯材料的合成方法，其特征在于，所述步骤SS2中，聚醚多元醇为聚醚二元醇或者聚醚三元醇。
9.据权利要求1所述的生物可降解改性PET共聚酯材料的合成方法，其特征在于，所述增容剂为马来酸酐接枝聚乙烯或者马来酸酐接枝聚丙烯；所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂168或者抗氧剂1010中的任一种；所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙或者硬脂酸中的任一种。
...【技术特征摘要】
1.一种生物可降解改性pet共聚酯材料的合成方法，其特征在于，所述改性pet共聚酯材料包括以下重量份的原料：65-75份pet、2-6份阻燃功能剂、1-3.5份植物纤维添加剂、10-15份增容剂、0.5-1.5份抗氧剂、1-2份润滑剂；
2.根据权利要求1所述的生物可降解改性pet共聚酯材料的合成方法，其特征在于，所述反应型含磷试剂为亚磷酸二乙酯或者亚磷酸二甲酯。
3.根据权利要求1所述的生物可降解改性pet共聚酯材料的合成方法，其特征在于，所述1,5-双（环氧丙氧丙基）-3-苯基-1,1,3,5,5-五甲基三硅氧烷和反应型含磷试剂的摩尔比为1:2。
4.根据权利要求1所述的生物可降解改性pet共聚酯材料的合成方法，其特征在于，所述植物纤维添加剂的制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的生物可降解改性pet共聚酯材料的合成方法，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：巫湘伟，郑洪滨，姚丽，张燕霞，
申请(专利权)人：苏州博大永旺新材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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