[發明專利]一種天然纖維/聚乳酸復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201210219204.5
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN103509317A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 嚴莉莉
• 申請（專利權）人: 上海杰事杰新材料（集團）股份有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L97/02;C08K13/02;C08K5/134;C08K3/34
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種天然纖維增強聚乳酸及其制備方法。

背景技術

聚乳酸(PLA)是一種來源于可再生資源，具有良好生物降解性、生物相容性的環境友好聚酯型高分子材料。同時對人體無毒無害，在體內及自然環境中逐漸降解，最終成為二氧化碳和水，不會遺留任何環保問題。PLA的強度和剛性好，但柔軟性和沖擊性能差，成本高，且純聚乳酸結晶速度慢、用作注塑件使用時成型周期長，難以滿足一些使用要求。近年來對聚乳酸改性的研究已成為熱點。采用低成本、高強度的天然纖維與PLA復合，是被廣泛應用的措施之一。

天然纖維增強聚乳酸的研究已經引起廣泛的關注。馮彥洪等人利用聚乙二醇(PEG)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)對聚乳酸(PLA)/劍麻纖維(SF)復合材料進行增韌改性，PLA/SF復合體系與增韌劑PEG、PBS密煉共混后，經模壓制備PLA/SF纖維復合材料。結果表明：復合材料韌性、沖擊性能提高比較顯著，但其斷裂伸長率和拉伸強度的變化不顯著(塑料，2011，40(2)，9-12)。中國專利申請號為200710198736.4公開了一種聚乳酸(PLA)基的樹脂組合物，通過添加硅烷偶聯劑，改進PLA樹脂與天然纖維之間的相容性，從而改善組合物的機械強度。中國專利申請號為01107011.0公開了一種纖維增強聚乳酸復合物，其中，增強纖維選自甲殼素纖維、明膠蛋白纖維、改性人發角蛋白纖維、改性纖維素或聚酰亞胺纖維。這種方法即可保持聚乳酸的良好相容性和可吸收性，同時也明顯提高了材料的強度。中國專利申請號為200710171659.3公開了一種全降解天然纖維/蒙脫土/聚乳酸復合材料的制備方法，該發明先將聚乳酸與改性蒙脫土及其他助劑熔融共混制成母粒，然后再將母粒與聚乳酸、天然纖維按比例共混擠出。該復合材料較之純聚乳酸，力學性能和阻燃性能均有所提高。但上述發明均存在操作復雜，對設備要求較高，不易工業化的特點。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種方法簡單，工藝上易于實現，性能良好的天然纖維/聚乳酸復合材料及其制備方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種天然纖維/聚乳酸復合材料，其特征在于，由包含以下重量份數的組分制成：

聚乳酸????70-95份；

天然纖維??5-30份；

偶聯劑????0-5份；

抗氧劑????0-2份；

成核劑????1-5份。

所述的復合材料由包含以下優選的重量份數的組分制成：

聚乳酸????75-80份；

天然纖維??20-25份；

偶聯劑????3-4份；

抗氧劑????0.2-1份；

成核劑????1-5份。

所述的天然纖維選自大麻纖維、黃麻纖維、亞麻纖維、劍麻纖維或竹纖維中的一種或幾種。

所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑，包括3-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧丙基二甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷或2-(3，4-環氧環己基)乙基三甲氧基硅烷。

所述的抗氧劑選自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)丙酸十八酯或β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一種或幾種。

所述的成核劑選自滑石粉、蒙脫石或高嶺土。

一種天然纖維/聚乳酸復合材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)將聚乳酸、天然纖維和成核劑在60～100℃下真空干燥6-12h，以除去水分；

(2)按如下配比稱取各重量份的組份：聚乳酸70～95份，天然纖維5～30份，偶聯劑0～5份，抗氧劑0～2份，成核劑1～5份，所有原料在混料機中共混5～10min，然后將混合料經雙螺桿擠出機擠出，擠出溫度160～200℃，經冷卻、切粒、干燥后得到天然纖維/聚乳酸復合材料。

與現有技術相比，本發明方法簡單、生產效率高。通過該方法在改善聚乳酸和淀粉的相容性的同時，也增強了其力學性能和熱性能，具有良好的成型加工性，并保持了生物可降解性，不會污染環境。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應該理解，這些實施例僅用于說明本發明，而不用于限定本發明的保護范圍。在實際應用中技術人員根據本發明做出的改進和調整，仍屬于本發明的保護范圍。

實施例1