[发明专利]一种含竹纳米纤维素晶须-硫化亚铜-PMMA纳米粒子的材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种含竹纳米纤维素晶须‑硫化亚铜‑PMMA纳米粒子的材料及制备方法，制备的含竹纳米纤维素晶须‑硫化亚铜‑PMMA纳米粒子的聚乳酸材料具有较好的力学性能和电学性能，其抗拉伸性能和抗冲击性能优异。将竹纳米纤维素晶须利用硅烷偶联剂和己二胺进行处理，一方面改善了竹纳米纤维素晶须的团聚现象，并使其表面产生裂纹和坑洼，有利于后续产物的附着，使其在基底中分散良好，另一方面，向晶须表面引入自由的胺基，可以与铜离子产生化学络合作用，提高硫化亚铜在其表面的吸附力，提高硫化亚铜的含量，从而增强目标材料的电导率。

技术领域

本发明属于导电材料技术领域，尤其是一种含竹纳米纤维素晶须-硫化亚铜-PMMA纳米粒子的材料及制备方法。

背景技术

聚乳酸是一种绿色生物塑料，它来源于植物，使用后经自然降解可完全转化为水和二氧化碳。在环境保护意识日益增加的当下，聚乳酸展示了广泛的应用潜力，聚乳酸导电材料由于良好的降解性和导电性，在光学领域、环保领域均具有较好的发展。但由于聚乳酸结晶性能差，热稳定性低和脆性大，限制了聚乳酸材料的应用领域。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种力学性能、导电性能均较好的含竹纳米纤维素晶须-硫化亚铜-PMMA纳米粒子的材料，及制备方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种含竹纳米纤维素晶须-硫化亚铜-PMMA纳米粒子的材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：

竹纳米纤维素晶须-硫化亚铜-PMMA纳米粒子10-20，聚乳酸80-120，改性料15-20。

进一步的，其制备方法为：将聚乳酸与竹纳米纤维素晶须-硫化亚铜-PMMA纳米粒子在1500-2000rpm的搅拌机中搅拌混合5-10min，然后加入改性料，通过双螺杆挤出机在175-180℃ 下熔融共混并挤出造粒即可。

进一步的，所述竹纳米纤维素晶须-硫化亚铜-PMMA纳米粒子的制备方法为：

（1）将10-20份竹纳米纤维素晶须加入到其体积30-50倍的乙醇中，索氏提取7-8h，然后过滤，在80-90℃下干燥，然后将2-5份硅烷偶联剂KH-570加入到其体积30-35倍的甲醇中，在40-43℃、500-600rpm下反应2-3h，然后加入所述干燥后的竹纳米纤维素晶须、4-6份己二胺，降温至35-39℃，继续搅拌反应2-3h，过滤，乙醇洗涤3-5次，在70-74℃下干燥，得到改性竹纳米纤维素晶须；

（2）将步骤（1）所得改性竹纳米纤维素晶须加入到30-50份质量分数为10-15%的硫酸铜溶液中，在30-35℃下超声分散10-20min，然后加入5-8份质量分数为6-12%的硫代硫酸钠溶液，并升温至72-76℃，在200-300rpm下反应25-30min后，过滤，去离子水洗涤，在50-54℃下烘干，研磨至粒径为50-500nm，得竹纳米纤维素晶须-硫化亚铜纳米粒子；（3）将步骤（2）所得竹纳米纤维素晶须-硫化亚铜纳米粒子分散至其体积20-40倍的乙醇中，在60-65℃、300-500rpm下分散10-20min后，加入25-35份甲基丙烯酸甲酯，10-15份二甲基丙烯酸乙二醇酯，并加速至1000-1200rpm，搅拌反应3-5h，冷却，过滤，去离子水洗涤2-4次后，在50-55℃下烘干，得到竹纳米纤维素晶须-硫化亚铜-PMMA纳米粒子。

进一步的，所述改性料的制备方法为：将15-25份尼龙6与5-8份聚氨酯在1000-1500rpm下混合10-13min，然后在180-186℃下熔融挤出、切粒，得改性料。

进一步的，步骤（2）所述超声条件为100-150Hz。