[发明专利]双重自修复型纤维素纳米晶/含氟聚丙烯酸酯复合乳液的制备方法

说明书

本发明公开了双重自修复型纤维素纳米晶/含氟聚丙烯酸酯复合乳液的制备方法，首先将两亲性嵌段共聚物改性纳米纤维素@聚多巴胺粉末和碱加入水中，然后与丙烯酸酯类混合单体混合，形成混合物；将形成的混合物置于超声中混合乳化，得到Pickering乳状液；将Pickering乳状液加热，并在搅拌和保护气体条件下加入引发剂水溶液，反应结束后冷却反应物，最后得到双重自修复型纤维素纳米晶/含氟聚丙烯酸酯复合乳液。本发明纳米纤维素的引入在一定程度上弥补了含氟聚丙烯酸酯乳液的不足，避免了表面活性剂对乳胶膜性能及环境的不利影响；长链丙烯酸酯类单体和含氟丙烯酸酯类单体的引入使乳液中含有大量的疏水性长链烷基和含氟基团，具有良好的疏水性，拓展了应用领域。

技术领域

本发明属于复合乳液制备方法技术领域，具体涉及双重自修复型纤维素纳米晶/含氟聚丙烯酸酯复合乳液的制备方法。

背景技术

皮革是日常生活中经常使用的材料，它是由天然胶原蛋白纤维在三维空间紧密编织构成的，而胶原蛋白中含有大量的氨基、羟基等基团，使皮革对水具有很强的亲和力，严重影响了其使用性能，因此，如何获得具有优异疏水性的皮革制品，已成为制革过程中颇受关注的问题。含氟聚丙烯酸酯既有丙烯酸树脂优异的成膜性、粘结性能，又有含氟聚合物的耐热、化学稳定性、低表面能和拒水拒油性能，被广泛地应用于纺织、皮革、造纸、涂料、建筑等领域。

皮革在使用过程中，表面的各种损伤，如磕碰损伤或擦伤，严重影响皮革产品的美观和质量。很容易出现损坏的皮革制品闲置或丢弃，导致资源浪费和环境污染或其他问题。针对这个问题，自修复材料可以提供一个很好的思路。在刺激响应自修复材料中，光响应自修复材料具有独特的优越性，因为光是一种清洁的能源，具有清洁、简单和可调控等优点。在分子设计中引入特殊的光响应基团可实现可逆或不可逆的光响应行为。在光可逆行为研究中，香豆素、偶氮苯、蒽基衍生物等为最具代表的光敏性基团，它们在不同波长光照下实现结构的可逆转换，这种特性常被用于药物控制释放系统、形状记忆材料等。

Pickering乳液聚合是以固体颗粒代替传统的小分子表面活性剂作为稳定剂进行聚合反应，相比于传统乳液聚合具有低毒或无毒、成本低、无污染等优点，已被广泛用于具有特殊结构和功能的复合材料的制备。目前用作Pickering乳液稳定剂的固体颗粒大多为无机纳米粒子，它们的使用不仅会造成严重的堆积、难降解的问题，而且对人体和环境都会造成很大的影响。因此，基于可降解性、生物相容性、低毒性等优势，产量丰富的天然有机粒子取代无机纳米粒子作为Pickering稳定剂，越来越受到广大科研人员的关注。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了双重自修复型纤维素纳米晶/含氟聚丙烯酸酯复合乳液的制备方法，将两亲性嵌段共聚物改性的纳米纤维素@聚多巴胺作为Pickering乳化剂，加入含氟单体与丙烯酸酯类单体进行Pickering乳液聚合，改性后纳米纤维素@聚多巴胺的引入弥补了含氟聚丙烯酸酯乳液的不足，还避免了表面活性剂对乳胶膜性能及环境的不利影响。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案包括以下步骤：

步骤1、将质量比为(1～5)：(3～7)：(600～1500)：(80～200)的两亲性嵌段共聚物改性纳米纤维素@聚多巴胺粉末、碱、水和丙烯酸酯类混合单体混合乳化，得到Pickering乳状液；

步骤2、将步骤1得到的Pickering乳状液在60℃～90℃加热，并在保护气体条件下搅拌，且加入引发剂水溶液，反应结束后冷却，即得到双重自修复型纤维素纳米晶/含氟聚丙烯酸酯复合乳液。

优选地，所述丙烯酸酯类混合单体包括质量比为(45～81)：(30～65)：(3～40)：(1～14)的丙烯酸酯类软单体、丙烯酸酯类硬单体、含氟丙烯酸酯类单体和长链丙烯酸酯类单体。