[发明专利]一种耐腐蚀抗氧化材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种耐腐蚀抗氧化材料的制备方法，首先将竹粉加入到含有金雀花碱的NaOH溶液中浸泡反应，然后将碱处理竹粉加入到含有乙烯基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中反应制得硅烷改性竹粉，另取碱处理竹粉加入到含有硬脂酸与3‑溴代樟脑‑8‑磺酸铵盐的蒸馏水中改性反应得到硬脂酸改性竹粉，最后将硅烷改性竹粉、硬脂酸改性竹粉、聚丙烯粉料与抗氧剂混匀后熔融造粒，即得耐腐蚀抗氧化材料。有益效果为：制备方法可以有效改善竹粉表面及内部的粗糙度，提高竹粉极性，增加纤维素分子的结晶速度，进一步提高竹粉与树脂基体的机械啮合，增强复合材料的致密程度与均匀度，提高材料的力学强度与耐腐蚀、抗氧化作用。

技术领域

本发明涉及材料制备领域，尤其是涉及一种耐腐蚀抗氧化材料的制备方法。

技术背景

材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。材料是物质，但不是所有物质都可以称为材料。如燃料和化学原料、工业化学品、食物和药物，一般都不算是材料。但是这个定义并不那么严格，如炸药、固体火箭推进剂，一般称之为“含能材料”，因为它属于火炮或火箭的组成部分。由于多种多样，分类方法也就没有一个统一标准。从物理化学属性来分，可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和不同类型材料所组成的复合材料。从用途来分，又分为电子材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。植物纤维复合材料以其质量轻、易加工、对环境无污染等优点成为近年来推动新型复合材料发展的一种趋势。但是植物纤维表面的高极性使得其与非极性聚合物混合时，界面相容性差，严重影响复合材料的力学性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐腐蚀抗氧化材料的制备方法，先后对竹粉进行的碱处理、硅烷处理与硬脂酸处理可以有效改善竹粉表面及内部的粗糙度，提高竹粉极性，增加纤维素分子的结晶速度，进一步提高竹粉与树脂基体的机械啮合，增强复合材料的致密程度与均匀度，提高材料的力学强度与耐腐蚀、抗氧化作用。

本发明针对背景技术中提到的问题，采取的技术方案为：

一种耐腐蚀抗氧化材料的制备方法，包括：碱处理、硅烷处理、硬脂酸处理、制备复合材料，具体包括以下步骤：

碱处理：将竹粉加入到12～16倍浓度为8.5～9.5wt%的NaOH溶液中，NaOH溶液中还含有0.46～0.49‰的金雀花碱，搅拌下常温浸泡处理4～6h，产物抽滤并用水洗涤至中性，于95～100℃干燥24～36h后备用，即为碱处理竹粉；一方面，碱处理可以溶解竹纤维半纤维素、木质素等无定形成分，使纤维表面变得粗糙从而提高与树脂间粘合力，碱液还可以削弱纤维素分子内部的氢键作用，增大纤维素分子间距离，提高纤维的可及性，使得改性剂更容易渗入到纤维内部结构中去；另一方面，在碱液的作用下，金雀花碱可以进入竹粉纤维素内部空间，进一步改善竹粉表面及内部的粗糙度，显著提高竹粉的极性，并进一步提高竹粉与树脂基体的机械啮合，增强复合材料的致密程度与均匀度，提高材料的力学强度；

硅烷处理：将碱处理竹粉加入到6～8倍含有0.8～1.0wt%乙烯基三甲氧基硅烷的95wt%乙醇溶液中，搅拌使其分散均匀，并用盐酸调节pH值至4.2～4.4，然后在60～80℃搅拌反应4～8h，冷却后用蒸馏水洗涤至中性，95～100℃干燥24～36h即得到硅烷改性竹粉；用乙烯基三甲氧基硅烷对碱处理过的竹粉进行二次改性，能显著改善复合材料的相容性，复合材料的力学强度与冲击强度也得到明显提高，经碱处理后，硅烷能够有效地进入到竹粉纤维的结晶区和非结晶区，与羟基发生取代反应，形成柔韧的界面层，从而有效传递载荷，分散应力，提高力学性能；乙烯基三甲氧基硅烷在酸性环境下发生水解，水解生成的Si-OH发生缩聚反应，缩聚生成Si-O-Si，硅氧链与纤维素分子发生交叠与缠绕，不仅增强了竹粉与树脂基材的相容性，还还提高复合材料的致密度与力学性能，提高其耐腐蚀抗氧化作用；