[发明专利]一种抗老化的纳米氧化锌改性聚乳酸纤维及制备方法

说明书

本发明涉及新材料技术领域，且公开了一种抗老化的纳米氧化锌改性聚乳酸纤维，纳米氧化锌与六亚甲基二异氰酸酯反应，得到异氰酸酯化氧化锌，其与聚乙二醇反应，得到聚乙二醇改性氧化锌，其与戊二酸酐反应，得到羧基化聚乙二醇改性氧化锌，进一步与2,2’‑硫代双(4‑叔戊基‑6‑叔丁基苯酚)中反应，得到受阻酚基聚乙二醇改性氧化锌，将其与聚乳酸混合，再通过静电纺丝法，得到抗老化的纳米氧化锌改性聚乳酸纤维，氧化锌和聚乙二醇可以提高复合纤维的韧性，受阻酚基团可以吸收聚乳酸基体氧化过程中产生的自由基，阻止聚乳酸基体氧化过程中发生的链增长，配合纳米氧化锌的紫外光吸收性能，有效的提高了复合聚乳酸纤维的抗老化性能。

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，具体为一种抗老化的纳米氧化锌改性聚乳酸纤维及制备方法。

背景技术

随着科技的不断发展，高分子材料制品在人们的日常生活中扮演着非常重要的角色，不管是涂料、纤维、军工还是航空领域，高分子材料都具有非常广泛的应用，以纤维为代表，大多数高分子纤维都具有良好的易着色、易加工等优异性能，因此得到了各大织物厂商的青睐，但是随着可持续发展理念的提出，传统无法生物降解的高分子纤维基体最终会被时代淘汰，因此寻找可生物降解的新型新型纤维基体具有十分重大的实际意义，在众多的高分子材料中，聚乳酸以其优异的生物可降解性逐渐脱颖而出，并逐渐在纤维领域得到应用，但是聚乳酸本身的韧性较差，抗老化性能不强，以其为基体纺织的织物往往质量不达标，且长期使用容易出现老化的现象，因此需要对其进行改性。

纳米氧化锌是一种安全、无毒无味，具有良好的紫外光吸收性能的无机纳米材料，近年来，将纳米氧化锌填充进有机高分子材料中，通过结合纳米氧化锌的优异性能，赋予有机高分子材料优良的力学、抗紫外老化等综合性能，得到了广泛的关注，CN112852129A等中国专利中公开了将纳米氧化锌填充进聚乳酸基体中，形成力学性能优异的复合型材料，虽然一定程度上能够实现对聚乳酸的改性，但是多数这类专利都忽视了纳米氧化锌极易在有机高分子材料基体中形成团聚的问题，而且纳米氧化锌的功能性也没有得到丰富，仅仅将纳米氧化锌与有机高分子材料共混，其实往往难以达到理想的改性效果，因此需要对其进行改性，改善其分散性，并提高其功能性，从而进一步拓展其在有机高分子材料填充剂领域的应用。

发明内容

(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纳米氧化锌改性聚乳酸纤维及制备方法，解决了聚乳酸纤维拉伸强度等力学性能性和抗老化性能较差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种抗老化的纳米氧化锌改性聚乳酸纤维，所述抗老化的纳米氧化锌改性聚乳酸纤维的制备方法包括以下步骤：

(1)向反应器中加入无水甲苯溶剂和纳米氧化锌，超声分散均匀后，继续加入六亚甲基二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，混合均匀后转移至油浴锅中，在但其氛围下以50-70℃搅拌反应4-8h，反应结束后离心、洗涤并干燥，得到异氰酸酯化氧化锌；

(2)向反应器中加入正己烷溶剂和异氰酸酯化氧化锌，超声分散20-40min，继续加入聚乙二醇，搅拌至完全溶解后，转移至油浴锅中，在80-100℃下恒温搅拌反应4-12h，反应结束后离心、洗涤并干燥，得到聚乙二醇改性氧化锌；

(3)向反应器中加入甲苯溶剂和聚乙二醇改性氧化锌，超声分散至完全溶解，继续加入戊二酸酐，混合均匀后转移至油浴锅中进行反应，产物冷却后离心、洗涤并干燥，得到羧基化聚乙二醇改性氧化锌；

(4)向反应器中加入甲苯溶剂和羧基化聚乙二醇改性氧化锌，超声分散10-30min后，继续加入2,2’-硫代双(4-叔戊基-6-叔丁基苯酚)和催化剂，混合均匀，转移至油浴锅中，在60-80℃下恒温搅拌反应12-24h，产物冷却后沉淀、抽滤、洗涤并干燥，得到受阻酚基聚乙二醇改性氧化锌；