一种壳聚糖掺杂聚酯材料及其制备方法
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种壳聚糖掺杂聚酯材料及其制备方法。
背景技术
聚甲基丙烯酸甲酯具有极佳的耐候性、较高的表面硬度和表面光泽，以及较好的高温性能，有良好的加工性能，既可采用热成型，也可以用机械加工的方式；然而由于聚甲基丙烯酸甲酯不具防紫外线功能，其户外使用的寿命较短，并不适合作为户外标识产品的材料，只适合作水晶字或产品支架等户内产品，颜色会渐褪并且很容易脆化，直至破裂；因此本发明的目的就是提供一种抗紫外性能好的、稳定性高的聚甲基丙烯酸甲酯树脂，以扩大其在户外领域的应用，同时延长其使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种壳聚糖掺杂聚酯材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种壳聚糖掺杂聚酯材料，它是由下述重量份的原料组成的：
壳聚糖改性单体200-240、引发剂3-5、二甘醇二苯甲酸酯4-7、亚磷酸双酚A酯10-15、三丁基三氯化锡1-2。
所述壳聚糖改性单体是由下述重量份的原料组成的：
壳聚糖10-18、甲基丙烯酸甲酯100-130、缚酸剂0.1-0.14、氯化亚砜30-40、蓖麻油酸10-13、二甲基甲酰胺20-30、双丙酮丙烯酰胺1-3。
所述的缚酸剂为吡啶。
所述的引发剂为过氧化二异丙苯。
所述壳聚糖改性单体的制备方法，包括以下步骤：
(1)取蓖麻油酸、甲基丙烯酸甲酯混合，加入到二甲基甲酰胺中，升高温度为50-55℃，保温搅拌1-2小时，得甲基丙烯酸甲酯分散液；
(2)取上述甲基丙烯酸甲酯分散液，与氯化亚砜混合，送入到65-75℃的恒温水浴中，保温搅拌20-25小时，旋蒸，除去二甲基甲酰胺、氯化亚砜，得到酰氯化甲基丙烯酸甲酯；
(3)取壳聚糖、双丙酮丙烯酰胺混合，加入到混合料重量4-7倍的去离子水中，超声10-20分钟，送入到干燥箱中，在70-80℃下干燥3-5小时，出料冷却，得活化溶液；
(4)取上述活化溶液，与酰氯化甲基丙烯酸甲酯混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，滴加缚酸剂，调节反应釜温度为3-5℃，滴加完毕后反应6-8小时，出料冷却，得壳聚糖改性单体。
一种壳聚糖掺杂聚酯材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取引发剂，加入到其重量10-13倍的异丙醇中，搅拌均匀；
(2)取上述壳聚糖改性单体，与二甘醇二苯甲酸酯混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为60-75℃，加入上述引发剂溶液，保温搅拌3-5小时，出料，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得壳聚糖改性聚合物；
(3)取上述壳聚糖改性聚合物，与亚磷酸双酚A酯、三丁基三氯化锡混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，即得所述壳聚糖掺杂聚酯材料。
本发明的优点：
本发明首先对甲基丙烯酸甲酯进行酰氯化反应，然后采用双丙酮丙烯酰胺处理壳聚糖，再与酰氯化甲基丙烯酸甲酯共混，在缚酸剂作用下促进酰氯与壳聚糖中酚羟基的反应，从而改善了壳聚糖在甲基丙烯酸甲酯单体间的分散性能，之后将该壳聚糖改性单体在引发剂作用下聚合，进一步实现了壳聚糖在聚甲基丙烯酸甲酯间的分散相容性，从而提高了成品材料的力学性能，本发明采用壳聚糖为补强剂，其不仅保温性好，且质轻，能够提高成品的品质。
具体实施方式
实施例1
一种壳聚糖掺杂聚酯材料，它是由下述重量份的原料组成的：
壳聚糖改性单体240、引发剂5、二甘醇二苯甲酸酯7、亚磷酸双酚A酯15、三丁基三氯化锡2。
所述壳聚糖改性单体是由下述重量份的原料组成的：
壳聚糖18、甲基丙烯酸甲酯130、缚酸剂0.14、氯化亚砜40、蓖麻油酸13、二甲基甲酰胺30、双丙酮丙烯酰胺3。
所述的缚酸剂为吡啶。
所述的引发剂为过氧化二异丙苯。
所述壳聚糖改性单体的制备方法，包括以下步骤：
(1)取蓖麻油酸、甲基丙烯酸甲酯混合，加入到二甲基甲酰胺中，升高温度为55℃，保温搅拌2小时，得甲基丙烯酸甲酯分散液；
(2)取上述甲基丙烯酸甲酯分散液，与氯化亚砜混合，送入到75℃的恒温水浴中，保温搅拌25小时，旋蒸，除去二甲基甲酰胺、氯化亚砜，得到酰氯化甲基丙烯酸甲酯；
(3)取壳聚糖、双丙酮丙烯酰胺混合，加入到混合料重量7倍的去离子水中，超声20分钟，送入到干燥箱中，在80℃下干燥5小时，出料冷却，得活化溶液；
(4)取上述活化溶液，与酰氯化甲基丙烯酸甲酯混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，滴加缚酸剂，调节反应釜温度为5℃，滴加完毕后反应8小时，出料冷却，得壳聚糖改性单体。
一种壳聚糖掺杂聚酯材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取引发剂，加入到其重量13倍的异丙醇中，搅拌均匀；
(2)取上述壳聚糖改性单体，与二甘醇二苯甲酸酯混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为75℃，加入上述引发剂溶液，保温搅拌5小时，出料，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得壳聚糖改性聚合物；
(3)取上述壳聚糖改性聚合物，与亚磷酸双酚A酯、三丁基三氯化锡混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，即得所述壳聚糖掺杂聚酯材料。
实施例2
一种壳聚糖掺杂聚酯材料，它是由下述重量份的原料组成的：
壳聚糖改性单体200、引发剂3、二甘醇二苯甲酸酯4、亚磷酸双酚A酯15、三丁基三氯化锡1。
所述壳聚糖改性单体是由下述重量份的原料组成的：
壳聚糖10、甲基丙烯酸甲酯100、缚酸剂0.1、氯化亚砜30、蓖麻油酸10、二甲基甲酰胺20、双丙酮丙烯酰胺1。
所述的缚酸剂为吡啶。
所述的引发剂为过氧化二异丙苯。
所述壳聚糖改性单体的制备方法，包括以下步骤：
(1)取蓖麻油酸、甲基丙烯酸甲酯混合，加入到二甲基甲酰胺中，升高温度为50℃，保温搅拌1小时，得甲基丙烯酸甲酯分散液；
(2)取上述甲基丙烯酸甲酯分散液，与氯化亚砜混合，送入到65℃的恒温水浴中，保温搅拌20小时，旋蒸，除去二甲基甲酰胺、氯化亚砜，得到酰氯化甲基丙烯酸甲酯；
(3)取壳聚糖、双丙酮丙烯酰胺混合，加入到混合料重量4倍的去离子水中，超声10分钟，送入到干燥箱中，在70℃下干燥3小时，出料冷却，得活化溶液；
(4)取上述活化溶液，与酰氯化甲基丙烯酸甲酯混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，滴加缚酸剂，调节反应釜温度为3℃，滴加完毕后反应6小时，出料冷却，得壳聚糖改性单体。
一种壳聚糖掺杂聚酯材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取引发剂，加入到其重量10倍的异丙醇中，搅拌均匀；
(2)取上述壳聚糖改性单体，与二甘醇二苯甲酸酯混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为60℃，加入上述引发剂溶液，保温搅拌3小时，出料，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得壳聚糖改性聚合物；
(3)取上述壳聚糖改性聚合物，与亚磷酸双酚A酯、三丁基三氯化锡混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，即得所述壳聚糖掺杂聚酯材料。
性能测试：
本发明实施例1的壳聚糖掺杂聚酯材料：
拉伸强度(MPa):13.9；
断裂伸长率(％)：71；
简支梁缺口冲击强度(J/m2):20.9；
比重0.73g/cm3；
本发明实施例2的壳聚糖掺杂聚酯材料：
拉伸强度(MPa):13.6；
断裂伸长率(％)：80；
简支梁缺口冲击强度(J/m2):21.7；
比重0.66g/cm3；
市售聚甲基丙烯酸甲酯材料的拉伸强度≤10Mpa、断裂伸长率≤50％、简支梁缺口冲击强度≤15J/m2、比重为1.05-1.1g/cm3。
