一種納米銀記憶棉的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種納米銀記憶棉的生產(chǎn)方法，所述生產(chǎn)方法是納米銀包覆二氧化鈦 溶膠-凝膠在偶聯(lián)劑和擴(kuò)鏈劑的作用下，與聚氨酯發(fā)泡成記憶棉材料，并均勻分布在記憶 棉中。
【背景技術(shù)】
[0002] 記憶棉屬于聚氨酯材料的一種，是一種多嵌段共聚物，有著比較優(yōu)越的熱致型形 狀記憶功能，兼具塑料和橡膠的共性。從20世紀(jì)70年代美國國家航空航天局對高分子形 狀記憶材料研宄以來，形狀記憶材料就以獨(dú)特的功能性引起人們的廣泛關(guān)注。
[0003] 聚氨酯記憶棉主要由低熱轉(zhuǎn)變溫度的軟段高分子和高熱轉(zhuǎn)變溫度的硬段高分子 組成，軟段高分子一般由聚酯或者聚醚多元醇構(gòu)成，是可逆相，硬段高分子由氨基甲酸酯鏈 段分子通過極強(qiáng)的氫鍵相互作用構(gòu)成，是固定相。由于聚氨酯中軟段和硬段分子結(jié)構(gòu)的不 同，導(dǎo)致二者在熱力學(xué)上有不相容性，產(chǎn)生微相分離，軟段和硬段分子的熱轉(zhuǎn)變溫度不同， 使得聚氨酯在一定的溫度下具有形狀記憶功能。通過原料的選擇和配比調(diào)節(jié)形狀回復(fù)溫 度，可以得到具有不同記憶溫度的聚氨酯記憶棉材料。
[0004] 聚氨酯記憶棉主要依靠軟段的結(jié)晶-熔融來實(shí)現(xiàn)形狀記憶功能。軟硬段分子的種 類、比例、引入的擴(kuò)鏈劑種類、交聯(lián)基團(tuán)等是影響聚氨酯記憶棉記憶功能的主要因素，研宄 結(jié)果表明，低分子量(分子量在1〇〇〇~2000范圍內(nèi))軟段聚氨酯形狀記憶效果比較差，僅能恢 復(fù)大約20%~30%的形變，高分子量(分子量在3000~5000范圍內(nèi)）軟段聚氨酯形狀記憶恢復(fù) 率高達(dá)93%~95% ;聚氨酯中硬段分子含量低于10~15%時形狀恢復(fù)率只有50~60%，但硬段分 子含量增加會抑制軟段分子的結(jié)晶性，當(dāng)硬段分子含量大于50%時，聚氨酯材料的脆性增 加，拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率等力學(xué)性能會降低，記憶功能減弱。
[0005] 現(xiàn)有的聚氨酯記憶棉材料雖然有很多優(yōu)異的性能，但是仍然存在許多缺陷，如形 狀恢復(fù)力小、回復(fù)精度低、力學(xué)性能欠佳、抗靜電能力較差、不抗菌不防霉等，使得其應(yīng)用在 實(shí)際生產(chǎn)生活中受到一定的限制。
[0006] 納米銀顆粒是常見的廣譜抗菌素，粒徑4nm左右的納米銀，對大腸桿菌、淋球菌、 沙眼衣原體、埃博拉等數(shù)十種致病微生物都有強(qiáng)烈的抑制和殺滅作用?？咕鷻C(jī)理為：納米 銀顆粒作用在細(xì)胞膜蛋白質(zhì)上，可直接破壞細(xì)菌細(xì)胞膜，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)滲出，致使細(xì)胞死 亡，抑制其生長。銀表面的電荷作用破壞細(xì)菌的正負(fù)電荷平衡，導(dǎo)致細(xì)菌死亡。
[0007] 納米二氧化鈦除了作為光催化劑還常常應(yīng)用于增強(qiáng)復(fù)合材料中，制備抗靜電以及 導(dǎo)電高分子復(fù)合材料、耐磨防滑材料、電波吸收材料、減震材料、抗沖擊材料、隔音材料、陶 瓷復(fù)合材料、涂料以及抗菌劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是利用納米銀和納米二氧化鈦各自的優(yōu)點(diǎn)，對記憶棉進(jìn)行有機(jī)改 性，提供了一種納米銀記憶棉材料生產(chǎn)方法。
[0009] 本發(fā)明通過納米銀的均勻分散，完整的包裹了聚氨酯分子，以此改善聚氨酯分子 之間的相互作用狀態(tài)，協(xié)調(diào)軟段和硬段分子的界面作用，提高記憶棉材料的力學(xué)性能，增強(qiáng) 拉伸強(qiáng)度和回復(fù)精度，還具有良好的舒適性以及抗菌、防臭防霉、防靜電等功能。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案包括兩個步驟： 1.納米銀原漿的生產(chǎn) 1)用無水乙醇和蒸餾水按質(zhì)量比100:60配制成無水乙醇/水的混合溶液，并用質(zhì)量濃 度36%的乙酸調(diào)節(jié)溶液PH至5. 5左右。
[0011] 2)取用規(guī)格為3-8nm的納米銀粉、納米二氧化鈦粉和聚乙烯吡咯烷酮，按照質(zhì)量 比為40:45:5配制，加入無水乙醇/水的混合溶液中，在40°C溫度下恒溫攪拌4h至溶液呈 現(xiàn)溶膠狀態(tài)。
[0012] 3)按照溶膠與γ-(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑質(zhì)量比為9:1的配 制，室溫下攪拌2h，即得到納米銀原漿。
[0013] 2.納米銀記憶棉的生產(chǎn) 1)將N，N-二甲基甲酰胺（DMF)用4A分子篩干燥。
[0014] 2)將軟段分子量在3000~5000的聚己二酸丁二醇酯（PBAG)與納米銀原漿按照質(zhì) 量比100~120 : 5~7配制攪拌，并在80~100°C的條件下抽真空脫水。
[0015] 3)取3-5重量份2, 4-甲苯二異氰酸酯（TDI)和100-110重量份70°C熔融狀態(tài)的 PBAG與納米銀原漿混合物，在80°C以及氮?dú)獗Ｗo(hù)下快速攪拌反應(yīng)2h得預(yù)聚物。
[0016] 4)在攪拌反應(yīng)器中加入40-50重量份N，N-二甲基甲酰胺（DMF)攪拌2h。
[0017] 5)加入35-40重量份的1，4- 丁二醇（BDO)(做為硬段）進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，在80°C 條件下繼續(xù)攪拌2. 5h。
[0018] 6)抽真空脫除溶液中的氣泡，并將溶液轉(zhuǎn)移至模具中，在50°C -60°C真空烘箱中 蒸發(fā)干燥。
[0019] 7)從烘箱中取出模具，經(jīng)脫模后冷卻至常溫，自然時效24小時，即制備成納米銀 記憶棉材料。
[0020] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明采用納米銀原料，通過溶膠-凝膠的方法制備納米銀 包覆二氧化鈦，在偶聯(lián)劑和擴(kuò)鏈劑的作用下，與聚氨酯軟硬段分子合成交聯(lián)型納米銀聚氨 酯記憶棉材料。該材料有良好的力學(xué)性能表現(xiàn)、密度高、慢回彈性能保持持久，同時具有很 好的抗菌、防臭、防靜電以及良好的舒適性，可以達(dá)到促進(jìn)血液循環(huán)、消除疲勞等功能。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但非對本發(fā)明的限制。
[0022] 本發(fā)明所述納米銀記憶棉的生產(chǎn)方法，是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 實(shí)施例1 : 1.納米銀原漿的生產(chǎn) 1)用無水乙醇和蒸餾水按質(zhì)量比100:60配制成無水乙醇/水的混合溶液，并用質(zhì)量濃 度36%的乙酸調(diào)節(jié)溶液PH至5. 5左右。
[0023] 2)取用規(guī)格為3nm的納米銀粉、納米二氧化鈦粉和聚乙烯吡咯烷酮，按照質(zhì)量比 為40:45:5配制，加入無水乙醇/水的混合溶液中，在40°C溫度下恒溫攪拌4h至溶液呈現(xiàn) 溶膠狀態(tài)。
[0024] 3)按照溶膠與γ-(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑質(zhì)量比為9:1的配 制，室溫下攪拌2h，即得到納米銀原漿。
[0025] 2.納米銀記憶棉的生產(chǎn) 1)將N，N-二甲基甲酰胺（DMF)用4A分子篩干燥。
[0026] 2)將軟段分子量在3000的聚己二酸丁二醇酯（PBAG)與納米銀原漿按照質(zhì)量比 100 : 5配制攪拌，并在80°C的條件下抽真空脫水。
[0027] 3)取3重量份2, 4-甲苯二異氰酸酯（TDI)和100重量份70°C熔融狀態(tài)的PBAG 與納米銀原漿混合物，在80°C以及氮?dú)獗Ｗo(hù)下快速攪拌反應(yīng)2h得預(yù)聚物。
[0028] 4)在攪拌反應(yīng)器中加入40重量份N，N-二甲基甲酰胺（DMF)攪拌2h。
[0029] 5)加入35重量份的1，4- 丁二醇（BDO)(做為硬段）進(jìn)行擴(kuò)