[发明专利]一种抗老化的功能化纳米TiO2

说明书

本发明涉及聚乙烯醇技术领域，且公开了一种抗老化的功能化纳米TiO₂改性聚乳酸材料，花状纳米TiO₂表面含有大量的羟基，很容易与3‑氨基丙基三甲氧基硅烷进行反应，得到氨基功能化花状纳米TiO₂，进一步与水杨酰氯发生酰胺化反应，从而在花状纳米TiO₂表面引入具有紫外光吸收功能官能团的邻羟基苯甲酰官能团，得到高性能的有机‑无机复合紫外光吸收剂，即邻羟基苯甲酰基功能化纳米TiO₂，功能化纳米TiO₂中的芳环上的羟基与聚乳酸可以很好的形成氢键，使功能化纳米TiO₂可以均匀地分散在聚乳酸基体中，减少了纳米TiO₂的团聚，显著提高了聚乳酸的紫外吸收和紫外屏蔽性能，赋予了材料优异的抗紫外老化的功能。

技术领域

本发明涉及聚乙烯醇技术领域，具体为一种抗老化的功能化纳米TiO₂改性聚乳酸材料及制备方法。

背景技术

聚乳酸是一种新型的生物降解材料，具有无毒无污染、热稳定性好，耐溶剂性强、加工方法简单多样，可用作包装材料、纤维和非织造物等，在服装产业、建筑业、农林业、医疗卫生等领域具有重要的应用，但是传统的聚乳酸材料的紫外吸收性能很差，长期受到光照和紫外光辐射，会导致聚乳酸的分子链断裂、并产生一系列的自由基连锁反应，导致材料发生老化现象，降低了聚乳酸材料的机械强度和使用性能。

紫外线的穿透力很强，人体长期接触紫外线会诱发皮肤疾病、免疫功能下降等损伤，户外建筑材料如涂料涂层、薄膜材料、塑料包装等长时间收到光照和紫外光辐射，会导致材料发生老化、引起材料表面气泡、开裂等现象，对材料的损害十分严重，因此开发现象高效的紫外吸收和抗紫外老化的新型功能材料成为研究热点。

目前可以在聚乳酸材料中加入紫外线吸收剂，如水杨酸酯类、二苯甲酮类、三嗪类等有机紫外线吸收剂，以及纳米二氧化钛、纳米氧化锌等无机紫外线吸收剂，可以有效提高聚乳酸材料的紫外吸收和抗紫外老化的性能。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种抗老化的功能化纳米TiO₂改性聚乳酸材料及制备方法，解决了聚乳酸材料的紫外吸收和紫外屏蔽性能较差，容易发生紫外老化的现象。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种抗老化的功能化纳米 TiO₂改性聚乳酸材料，所述抗老化的功能化纳米TiO₂改性聚乳酸材料的制备方法包括以下步骤：

(1)向烧杯中加入蒸馏水、质量比为钛酸四丁酯、尿素和十六烷基三甲基溴化铵，搅拌均匀后将溶液倒入反应釜中，在160-180℃下反应10-15h，过滤溶剂、乙醇和蒸馏水洗涤，得到花状纳米TiO₂。

(2)向烧杯中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，加入花状纳米TiO₂，均匀分散后，再加入3-氨基丙基三甲氧基硅烷，置于恒温反应装置中，在40-80℃搅拌反应6-12h，过滤溶剂、乙醇和蒸馏水洗涤，得到氨基功能化花状纳米TiO₂。

(3)向烧杯中加入无水甲苯溶剂和氨基功能化花状纳米TiO₂，均匀分散后加入三乙胺和水杨酰氯，置于恒温反应装置中，在氮气气氛中，20-40℃下反应12-24h，过滤溶剂、乙醇和蒸馏水洗涤，得到邻羟基苯甲酰基功能化纳米TiO₂。

(4)将邻羟基苯甲酰基功能化纳米TiO₂和聚乳酸置于密炼机中熔融共混、通过双螺杆挤出机挤出母料，再通过吹塑机吹塑成膜，得到抗老化的功能化纳米TiO₂改性聚乳酸材料。