[發(fā)明專利]一種可完全降解的高抗沖擊復合材料及其制備方法與應用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210103519.3
• 申請日: 2012-04-11
• 公開（公告）號: CN103361880A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設計）人: 劉密密
• 申請（專利權(quán)）人: 上海杰事杰新材料（集團）股份有限公司
• 主分類號: D04H1/42
• 分類號: D04H1/42;D04H1/435;D04H1/4382;D04H1/48;H04M1/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發(fā)明涉及高分子改性技術領域，特別涉及一種可完全降解的高抗沖擊復合材料及其制備方法與應用。

背景技術

當前白色污染給人類帶來了巨大的社會和生態(tài)問題。其中由聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制備的不可降解的塑料是造成白色污染的主要元兇之一。解決這個問題的最好途徑是研究開發(fā)新的可降解塑料，并在適當?shù)膱龊嫌脕硖娲豢山到馑芰稀Ｄ壳把芯枯^多的可降解塑料包括聚乳酸（PLA）、聚3-羥基烷酸酯（PHA）、聚ε-己內(nèi)酯（PCL）和聚丁二酸丁二醇酯（PBS）等。PLA研究是比較全面，各方面的性能研究非常充分，結(jié)果顯示聚乳酸具有較好的拉伸強度和彎曲強度，而且具有良好的生物相容性以及生物可降解性，但是利用聚乳酸制備的材料，其沖擊性能較差，容易發(fā)生脆性斷裂。

聚己二酸-對苯二甲酸-丁二醇酯（PBAT）是一種新型的生物可降解材料。PBAT是由己二酸、對苯二甲酸和丁二酸合成出來的芳香族聚酯，其分子鏈中含有柔性的脂肪鏈和剛性的芳香鍵，因而具有高韌性，并且由于酯鍵的存在，使其同時具有生物可降解性。目前關于PBAT的研究主要集中在將其作為沖擊改善材料添加至其他的可降解塑料中，比如加入到聚乳酸中。文獻利用其優(yōu)秀的抗沖擊性能作為可降解材料的良好的增韌改性材料，經(jīng)過PBAT改性的材料，可以極大的改善材料的韌性，比如在《材料導報》的2008年第S2期發(fā)表的論文《Joncryl增容PLA/PBAT共混體系結(jié)構(gòu)及性能研究》中，趙正達選擇Joncryl作為增容劑改善PLA/PBAT的共混體系，就是為了改善PLA的脆性。在《膠體與聚合物》的2008年第02期發(fā)表的論文《聚乳酸(PLA)/己二酸-對苯二甲酸-丁二酯共聚物(PBAT)/乙?；瘷幟仕崛□?ATBC)共混物的結(jié)晶行為》中，盧偉利用PBAT、PLA和乙?；瘷幟仕崛□ィˋTBC）共混，觀察共混物的結(jié)晶性能，結(jié)果表明，PBAT和ATBC使PLA的分子鏈更易運動，使PLA的Tg、Tc和Tm降低，結(jié)晶度提高，PLA的球晶生長速率增加。

天然纖維無毒無害、可降解、可再生，具有良好的吸音降噪效果、較高的比強度和比模量，因此，采用天然纖維增強熱塑性復合材料的研究越來越受到人們的關注。在《塑料》雜志的2010年第06期發(fā)表的論文《天然纖維增強型聚乳酸復合材料的研究進展》中，任杰等為制備出可降解的增強材料，采用天然短纖維或天然長纖維（包括苧麻纖維、亞麻布纖維、黃麻纖維等）與PLA進行熔融共混擠出，制備可完全降解的天然纖維/PLA復合材料。在專利號為200610037894.7的專利中，董衛(wèi)衛(wèi)將天然纖維與PLA及抗氧劑、成核劑、潤滑劑混合，經(jīng)過熔融擠出造粒，得到產(chǎn)品。該些方法制備的天然纖維增強材料的纖維長徑比較小，其增強效果有限，且沖擊性能較差，容易發(fā)生脆性斷裂。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的在于提供一種可完全降解的高抗沖擊復合材料，以解決現(xiàn)有技術中的天然纖維增強熱塑性復合材料的沖擊性能較差，容易發(fā)生脆性斷裂的技術性問題。

本發(fā)明的第二目的在于提供一種可完全降解的高抗沖擊復合材料的制備方法。

本發(fā)明的第三目的在于提供一種可完全降解的高抗沖擊復合材料的應用。

本發(fā)明目的通過以下技術方案實現(xiàn)：?

一種可完全降解的高抗沖擊復合材料，由包含以下重量份的組分制成：?

天然纖維?????20~80份；

PBAT纖維????20~80份。

優(yōu)選地，所述天然纖維為30~50份，所述PBAT纖維為50~70份。

所述天然纖維選自大麻纖維、棉纖維、竹纖維、苧麻纖維、亞麻纖維、黃麻纖維或絲纖維的一種或幾種。

優(yōu)選地，所述天然纖維的長度為50~300mm。

優(yōu)選地，所述PBAT纖維為PBAT經(jīng)過熔融紡絲后形成的纖維狀物質(zhì)。

優(yōu)選地，所述PBAT纖維的長度為70~200mm。

一種可完全降解的高抗沖擊復合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）按以下重量份稱取各組分原料：天然纖維20~80份，PBAT纖維20~80份；

（2）將稱取的PBAT纖維與天然纖維分別進行開松，開松后的PBAT纖維與天然纖維進行混合形成混合纖維，混合纖維進行開松，使混合均勻；

（3）將開松后的混合纖維進行鋪網(wǎng)；

（4）將鋪成網(wǎng)的混合纖維進行鋪層；

（5）將鋪層后的混合纖維經(jīng)過針刺形成纖維氈；

（6）將纖維氈進行熱壓或?qū)訅撼尚图纯伞?/p>