[发明专利]一种基于十八酰基多巴胺仿生改性增强竹粉/回收聚氯乙烯界面相容性技术

说明书

本发明涉及木塑复合材料制造技术领域,特别涉及一种基于十八酰基多巴胺为改性剂的竹塑复合材料生产的制备工艺。本发明提供的一种基于十八酰基多巴胺改性竹粉制备的竹粉/回收聚氯乙烯竹塑复合材料，它包括回收聚氯乙烯树30‑50份,竹粉50‑70份,十八酰基多巴胺0.5‑3份,增韧剂3‑5份,抗老化剂1份。本发明目的在于通过十八酰基多巴胺增强了竹粉与聚乙烯塑料间的界面结合强度，同时利用十八酰基多巴胺兼具亲水、疏水两极性和类硬脂酸结构，可提高材料加工过程中的润滑、稳定、加工便利性，从而提升复合材料的加工质量和产品性能。测试结果表明，经本发明配方和方法以十八酰基多巴胺为改性剂制备竹粉/回收聚氯乙烯复合材料冲击强度获得显著提升。

技术领域

本发明涉及木塑复合材料制造技术领域,特别涉及一种基于十八酰基多巴胺为改性剂的竹塑复合材料生产的制备工艺。

背景技术

木塑复合材料的制备最早是木粉与热固性树脂酚醛树脂复合制备而成的。后来到七八十年代,运用木粉与聚丙烯相混合制成木塑复合材料凭借其价廉、质轻强度高的优点应用于福特车的内衬,从而木塑复合材料得到快速的利用和发展。许多研究者都尝试运用各种植物纤维如竹材、麦秸、黄麻甚至椰壳等于热塑性树脂复合,并改善其复合材料的性能还有研究者研究提高木塑的复合比例,从而试图开发出性能优越、品质优良的木塑产品。国内外对木塑复合材料的研究十分广泛,研究主要集中在对于木粉的前期处理、对于废旧塑料的应用和复合材料的性能提高等研究方面。

但由于塑料的疏水性与植物纤维的亲水性间存在显著差异，由此产生的界面不相容问题已经很严重地影响到了原材料的均匀结合，并对制品的力学强度、耐久性等产生了严重影响。因此，解决植物纤维与塑料间的界面相容问题一直是木塑复合材料生产制造领域所关注的核心热点。

贻贝是沿岸和近海中普通存在的一种海洋双壳软体动物，其足丝腺能分泌足丝并在足丝末端形成一个粘附盘附着于基质，甚至是光滑的船底甲板。相关研究表明，贻贝分泌的每根足丝都含有胶原和弹性蛋白的涂层，在足丝的远端具有强粘附性的粘附盘，能使贻贝抵抗海水侵蚀并附着在固体表面，而其中的主要功能物质即为3,4-二羟基苯丙氨酸(3,4-dihydroxyphenyl alanine,DOPA,多巴)和赖氨酸(Lysine)残基。人工合成的蛋白类似物已证明多巴的含量与粘附能力相关。多巴的含量越高，粘附能力越强。

但传统获得多巴的方式只局限于从海洋贻贝足部提取，或基因克隆等手段。产量低、工艺复杂、成本高昂都成为了制约贻贝超强粘附蛋白在粘接领域的规模化与产业化应用；例如，制备1g超级粘液蛋白需要提取将近10000只贝类，难以满足工程领域的大量需求。

自2007年多巴胺仿生技术被Messenth等人提出后，以多巴胺为代表的分子改性仿生修饰引起了众多学者的密切关注。多巴胺(dopamine,学名3,4-二羟基苯丙胺)，分子结构如附图1所示，是多巴的儿茶酚衍生物，多巴胺同时兼具多巴的邻苯二酚基团和赖氨酸的氨基官能团，可以在湿态下氧化自聚，其自聚产物聚多巴胺可牢固吸附在固体基质表面，呈现出类似贻贝蛋白mfp-5的超强粘合特性；同时，多巴胺具有很高的反应活性，既可作为接枝改性的起点，与各类基体材料形成化学链接，亦可作为化学二次反应的平台。

对于竹塑复合材料而言，界面增容的关键是将极性天然纤维与非极性热塑性高聚物牢固胶合，应借助包含双功能基团的改性剂。首都医科大学张栋梁等曾制备了基于多巴胺的仿生粘合剂仿生黏合剂聚乙二醇单甲醚-聚赖氨酸-g-3,4-二羟基苯丙酸[mPEG-b-P(LL-g-DHPPA)]，结果表明氨基邻苯二酚基团发生氧化交联的过程可显著替身粘合剂的内聚强度，从而保证粘合过程中较高的拉伸和剥离强度，且聚合物本身兼具亲水和疏水的特性，可有效促进人体与医用材料的粘接，使得mPEG-b-P(LL-g-DHPPA)有望成为牙科、创伤修复等领域的手术理想粘合剂。

发明内容