一种利用废弃聚苯乙烯泡沫塑料制备相变聚合物纤维的方法

本发明属于保温隔热材料及其制备，具体涉及一种利用废弃聚苯乙烯泡沫塑料制备相变聚合物纤维的方法。

背景技术：

1、相变材料具有热能储存和温度调控功能，在太阳能利用、节能建材、调温纺织品等方面有着广泛的应用。在相变材料中，研究较多的是固-液相变材料。固-液相变材料主要有结晶水合盐、石蜡等，由于石蜡具有相变潜热大、相变温度易调节、性能稳定、价格便宜等优点，被广泛应用。但固-液相变材料在相变过程中产生液体，容易泄漏，给应用带来诸多不便，而将相变材料包覆化是解决这一问题的有效途径。

2、聚合物是良好的石蜡包覆材料，具有良好的机械强度和韧性。聚合物包覆石蜡的制备方法主要有原位聚合法、界面聚合法、复凝聚法和细乳液法等。然而，这些通过单体聚合形成聚合物并包覆石蜡的方法制备工艺比较复杂。因此，开发简便的低成本的聚合物包覆石蜡相变材料的方法具有重要研究意义。

3、每年大量的废弃塑料被抛弃到环境中，这些废弃塑料难以降解，所含成分有潜在危害，俗称“白色污染”，主要来源有食品包装、泡沫塑料填充包装、快餐盒等。白色污染从工业而来，由人类制造，最终归结于大自然时却不易被自然所消纳，从而影响了生态环境。从节约资源的角度出发，由于塑料制品主要来源是面临枯竭的石油资源，应尽可能回收，但由于现阶段再回收的生产成本远高于直接生产成本，在现行市场经济条件下难以做到。面对日益严重的白色污染问题，迫切需要开发废弃塑料的资源化利用技术。

技术实现思路

1、发明目的：本发明目的在于针对现有技术中，通过单体聚合形成聚合物并包覆石蜡的方法制备工艺比较复杂且成本高的问题，提供一种利用废弃聚苯乙烯泡沫塑料制备相变聚合物纤维的方法。

2、本发明通过超声细乳化方法将石蜡以纳米级液滴均匀分散在废弃聚苯乙烯泡沫塑料的n,n-二甲基甲酰胺中，形成细乳液，再将细乳液连续注射到热水中，利用聚苯乙烯在水中沉淀析出在石蜡液滴表面形成包覆层，从而得到相变聚合物纤维，制备过程简便，得到的相变聚合物纤维具有高的石蜡含量和相变潜热，在保温隔热材料方面具有良好的应用前景。

3、技术方案：一种相变聚合物纤维的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤一、相变聚合物纤维前驱物细乳液的制备：

5、将表面活性剂、聚苯乙烯泡沫塑料溶解于n,n-二甲基甲酰胺中，形成均匀的溶液；再向溶液中加入固体石蜡，加热使石蜡熔化，形成混合物；将混合物在超声波细胞破碎仪超声下形成均匀的细乳液；

6、步骤二、相变聚合物纤维的制备：

7、将步骤一制备的相变聚合物纤维前驱物细乳液装入注射器，通过注射泵将相变聚合物纤维前驱物细乳液连续注射到热水中，得到相变聚合物纤维；

8、进一步的，所述步骤一中，表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠中的一种。

9、进一步的，所述步骤一中，聚苯乙烯泡沫塑料:表面活性剂:石蜡:n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1:(0.02～0.1):(0.5～3):(10～30)。

10、进一步的，所述步骤一中，表面活性剂:石蜡:聚苯乙烯:n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1:40:20:230，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。

11、进一步的，所述步骤二中，热水的温度为70～100℃。

12、进一步的，所述步骤二中，通过注射泵将相变聚合物纤维细乳液连续注射到热水中，注射速度为10ml/min。

13、本发明的有益效果如下：

14、1)本发明提供了一种制备相变聚合物纤维的新方法，固-液相变材料石蜡被包覆在聚合物纤维内部，可有效抑制石蜡相变过程中的泄露问题。相变聚合物纤维中石蜡含量可控，相变聚合物纤维的横截面直径也可以通过控制注射器针头的内径进行调控。

15、2)本发明为废弃聚苯乙烯泡沫塑料的循环利用提供了一种有效的方法。

16、3)本发明方法制备的相变聚合物纤维具有高的石蜡含量和相变潜热，在保温隔热材料方面具有广泛的应用前景。

技术特征：

1.一种利用废弃聚苯乙烯泡沫塑料制备相变聚合物纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种利用废弃聚苯乙烯泡沫塑料制备相变聚合物纤维的方法，其特征在于，所述步骤一中，表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种利用废弃聚苯乙烯泡沫塑料制备相变聚合物纤维的方法，其特征在于，所述步骤一中，聚苯乙烯泡沫塑料:表面活性剂:石蜡:n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1:(0.02～0.1):(0.5～3):(10～30)。

4.根据权利要求1所述的一种利用废弃聚苯乙烯泡沫塑料制备相变聚合物纤维的方法，其特征在于，所述步骤一中，表面活性剂:石蜡:聚苯乙烯:n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1:40:20:230，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。

5.根据权利要求1所述的一种利用废弃聚苯乙烯泡沫塑料制备相变聚合物纤维的方法，其特征在于，所述步骤二中，热水的温度为70～100℃。

6.根据权利要求1所述的一种利用废弃聚苯乙烯泡沫塑料制备相变聚合物纤维的方法，其特征在于，所述步骤二中，通过注射泵将相变聚合物纤维前驱物细乳液连续注射到热水中，注射速度为10ml/min。

技术总结本发明公开一种利用废弃聚苯乙烯泡沫塑料制备相变聚合物纤维的方法，属于保温隔热材料及其制备技术领域，包括以下步骤：步骤一、相变聚合物纤维前驱物细乳液的制备：将表面活性剂、聚苯乙烯泡沫塑料溶解于N,N‑二甲基甲酰胺中，形成均匀的溶液，再向溶液中加入固体石蜡，加热使石蜡熔化，将上述混合物在超声波细胞破碎仪超声下形成均匀的细乳液；步骤二、相变聚合物纤维的制备：将步骤一制备的相变聚合物纤维前驱物细乳液装入注射器，通过注射泵将相变聚合物纤维细乳液连续注射到热水中，得到相变聚合物纤维。本发明方法制备的相变聚合物纤维具有高的石蜡含量和相变潜热，在保温隔热材料方面具有广泛的应用前景。技术研发人员：张峰,吕玉波,朱悦洋,苗译心,陆荣,崔恩田,吴兆受保护的技术使用者：盐城工学院技术研发日：技术公布日：2024/5/29