本发明涉及醋酸纤维素材料，具体涉及一种热性醋酸纤维素材料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、醋酸纤维素是纤维素的乙酸酯，纤维素分子中的羟基用醋酸酯化后得到的一种化学改性的天然高聚物，醋酸纤维主要分为两大类：二醋酸纤维和三醋酸纤维，其性能取决于乙酰化程度，即为纤维素的葡萄糖单元的羟基被乙酰基取代的的平均数量。二醋酸纤维素是醋酸纤维素经部分水解后形成，其酯化程度较三醋酸纤维素低。因此，受热性能不及三醋酸纤维素，染色性能优于三醋酸纤维素，吸湿率较三醋酸纤维素高。三醋酸纤维素不经水解，其酯化程度较高，因此，耐光耐热性强，染色性能较差，吸湿率(也称回潮率)较低。
2、当纤维素的取代度小于2.0时，熔融时分子的流动性会降低，生物降解性变差，并且熔融时醋酸纤维会在高温下碳化。二醋酸纤维素加工时，由于二醋酸纤维素的玻璃转化温度(tg)很高，其熔融加工温度甚至超过了降解温度(td)，因为玻璃化转变温度(tg)接近分解温度，所以加工处理的温度窗口很窄，导致加工能力有限，二醋酸纤维素在进行熔体流动之前就分解了，因此，降低二醋酸纤维素的玻璃转化温度(tg)和提高二醋酸纤维素的流动性非常重要。这种材料需要塑化以改善其热性能和拉伸性能。此外，二醋酸纤维素分子结构中含有大量极性很强的羟基，二醋酸纤维素的分子链间的氢键的作用强，熔融状态下的流动性差，在高温加工处理下，易发生碳化，容易分解，耐热性差。为了便于在熔融状态下提高二醋酸纤维素的流动性，在二醋酸纤维素加工时常添加一定量的增塑剂，在不同的应用中，通常增塑剂的添加量通常在15％至35％之间，常用的增塑剂有：脂肪酸酯类、邻苯酯类、柠檬酸酯类等，而增塑剂的类型与用量对二醋酸纤维素的耐热性能也有一定的影响。增塑剂的耐热性决定了其在高温下的稳定性，一旦增塑剂在高温下发生分解，二醋酸纤维素的耐热性也会变差，增塑剂的降解导致增塑剂和二醋酸纤维素的混合物的表面形成孔隙，从而加快了二醋酸纤维素的降解进程，原因是在混合物的表面产生大量的空洞，为二醋酸纤维素提供更大的比表面积或或为二醋酸纤维素提供快速降解的酸性环境，以此促进其降解。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供耐热性醋酸纤维素材料，该耐热性醋酸纤维素材料能减弱二醋酸纤维素的分子链间的氢键的作用，提高二醋酸纤维素在加工处理过程中的流动性，避免二醋酸纤维素因为流动性不足在加工处理过程中出现碳化，降低二醋酸纤维素的玻璃转化温度(tg)，提高二醋酸纤维素在加工处理过程中的热稳定性。
2、本发明的目的之二在于提供该耐热性醋酸纤维素材料的制备方法，该方法步骤简单，能够工业化生产耐热性醋酸纤维素材料。
3、本发明的目的之三在于提供该耐热性醋酸纤维素材料的应用。
4、本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
5、一种耐热性醋酸纤维素材料，按照质量百分数计的原料包括：65％-75％的二醋酸纤维素接枝聚对二氧环己酮、1％-2％的表面活性剂、23％-33％的式1表示的化合物的环氧化烷基酯组合物、1％-2％的抗氧化剂；
6、式1
7、
8、在式1中，r1是含有一至三个环氧基的8至20个碳原子的烷基，r2是4、5或8至10个碳原子的烷基。
9、进一步地，按照质量百分数计的原料包括：70的二醋酸纤维素接枝聚对二氧环己酮、1％的表面活性剂、28％的式1表示的化合物的环氧化烷基酯组合物、1％的抗氧化剂。
10、进一步地，所述抗氧化剂为四[亚甲基(3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷或三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
11、进一步地，式1中的r2选自丁基、戊基、2-乙基己基、异壬基和2-丙基庚基。
12、进一步地，所述表面活性剂脂肪酸聚氧乙烯酯、季戊四醇、油酰氧基乙磺酸钠、氯化十六烷基三甲基铵、椰油酰胺丙基甜菜碱中的一种。
13、进一步地，所述二醋酸纤维素接枝聚对二氧环己酮的制备方法包括以下步骤：
14、s1、将2.0g二醋酸纤维素加入严格干燥的烧瓶中，用干燥的氮气清洗三次；
15、s2、然后通过注射器向所述严格干燥的烧瓶中，加入6.69g对二氧杂环酮(pdo)单体，将所述严格干燥的烧瓶放入温度为120℃的预热油浴中30min，以获得清晰的均质溶液体系；
16、s3、接着在140℃氮气条件下注入0.84ml的辛酸亚锡(sn(oct)2)溶液，并在140℃的反应温度下反应2h；
17、s4、在快速冷却至0℃后，将粗产物溶解于氯仿中，并用无水甲醇沉淀；然后沉积物用甲苯和丙酮分别萃取48h进行纯化；在60℃真空干燥至恒重，得到所述二醋酸纤维素接枝聚对二氧环己酮。
18、本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
19、一种耐热性醋酸纤维素材料的制造方法，包括以下步骤：
20、s1、在室温下，按照配方量将二醋酸纤维素接枝聚对二氧环己酮、式1表示的化合物的环氧化烷基酯组合物在高速机械搅拌机中混合2min，然后混合物在70℃～90℃下的真空烘箱中干燥20～30h，得到塑化的混合物；
21、s2、将所述塑化的混合物加入双螺杆挤出机，然后往所述双螺杆挤出机中加入抗氧化剂、表面活性剂，熔融挤出后，将二醋酸纤维素接枝聚对二氧环己酮切片，以产生颗粒形式，得到所述一种耐热性醋酸纤维素材料。
22、进一步地，步骤s1中，混合物在70℃的真空烘箱中干燥24h。
23、本发明的目的之三在于提供一种热性醋酸纤维素材料的应用。
24、进一步地，所述的一种热性醋酸纤维素材料用于制造眼镜架、高级工具手柄。
25、相比现有技术，本发明的有益效果在于：
26、本发明提供的一种耐热性醋酸纤维素材料，式1表示的化合物的环氧化烷基酯组合物作为增塑剂，具有好的热稳定性，能够提高对二醋酸纤维素的增塑效率，降低二醋酸纤维素的玻璃化转变温度(tg)，避免二醋酸纤维素因为流动性不足在加工处理过程中出现碳化；二醋酸纤维素接枝聚对二氧环己酮中，侧链的聚对二氧环己酮分子结构中由于存在醚键和亚甲基基团，具有更好的柔韧性，并且二醋酸纤维素接枝聚对二氧环己酮结晶度较低，能减弱二醋酸纤维素的分子链间的氢键的作用，降低二醋酸纤维素的分子链的刚性，一起降低二醋酸纤维素的玻璃化转变温度(tg)，有助于提高二醋酸纤维素在加工处理过程中的流动性，使得二醋酸纤维素在加工处理过程中更容易成型，避免二醋酸纤维素因为流动性不足在加工处理过程中出现碳化；表面活性剂能够降低二醋酸纤维素熔融时的表面张力，减少分子间的相互作用力，使二醋酸纤维素更容易流动，避免二醋酸纤维素因为流动性不足在加工处理过程中出现碳化；抗氧化剂能够防止二醋酸纤维素在双螺杆挤出机熔融加热过程中因高温引起的分解作用。
1.一种耐热性醋酸纤维素材料，其特征在于，按照质量百分数计的原料包括：65％-75％的二醋酸纤维素接枝聚对二氧环己酮、1％-2％的表面活性剂、23％-33％的式1表示的化合物的环氧化烷基酯组合物、1％-2％的抗氧化剂；
2.如权利要求1所述的一种热性醋酸纤维素材料，其特征在于，按照质量百分数计的原料包括：70的二醋酸纤维素接枝聚对二氧环己酮、1％的表面活性剂、28％的式1表示的化合物的环氧化烷基酯组合物、1％的抗氧化剂。
3.如权利要求1所述的一种热性醋酸纤维素材料，其特征在于，所述抗氧化剂为四[亚甲基(3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷或三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
4.如权利要求1所述的一种热性醋酸纤维素材料，其特征在于，式1中的r2选自丁基、戊基、2-乙基己基、异壬基和2-丙基庚基。
5.如权利要求1所述的一种热性醋酸纤维素材料，其特征在于，所述表面活性剂脂肪酸聚氧乙烯酯、季戊四醇、油酰氧基乙磺酸钠、氯化十六烷基三甲基铵、椰油酰胺丙基甜菜碱中的一种。
6.如权利要求1所述的一种热性醋酸纤维素材料，其特征在于，所述二醋酸纤维素接枝聚对二氧环己酮的制备方法包括以下步骤：
7.权利要求1-6任一项所述的一种耐热性醋酸纤维素材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.如权利要求7所述的一种热性醋酸纤维素材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，混合物在70℃的真空烘箱中干燥24h。
9.权利要求1～6任一项所述的一种热性醋酸纤维素材料的应用，其特征在于，所述的一种热性醋酸纤维素材料用于制造眼镜架、高级工具手柄。
